【皇家永利】中国气象局:近24年中国平均每年发生43个龙卷风

7月3日下午,辽宁铁岭开原市区突遭龙卷风袭击。记者从中国气象局获悉的一组数据显示:龙卷风袭击时,当地最大风速出现在开原国家气象观测站,在7月3日17时25分到37分观测到开原市区出现龙卷,气象站测得的最大瞬时风速为23.0米/秒,达到9级标准。

对此,辽宁省气象台首席预报员张炳川解释,龙卷风是一种很少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在极不稳定的天气状况下由空气对流运动造成的强烈的、小范围的空气涡旋。龙卷风的时空尺度很小,直径一般在100米以下,发生至消散的时间在几分钟到几十分钟,现有气象观测设备难以监测到龙卷风。

制作:中国气象报社

龙卷风究竟是怎样形成的?天津大学教授王振东举过一个形象的例子:夏天在操场上,一阵风刮来,操场中间出现了一个气流涡旋,它卷起了沙土和树叶随气流旋转,越转越快,而且不断移动,过了一会儿,又迅速慢了下来,突然消失了,这是很“小尺度”的气流不稳定性造成的。龙卷风则是“中尺度”的气流不稳定性造成的,其平均直径为200~300米,直径最小的不过几十米,造成破坏的地面宽度,却一般有1~2公里。

皇家永利 1“龙卷风发生时一般会伴有雷雨,有时也伴有冰雹,尽管持续时间很短,但却可以造成庄稼、树木瞬间被毁,交通、通讯中断,房屋倒塌,人畜伤亡等重大损失。”王太微说,在美国,龙卷风每年造成的死亡人数仅次于雷电,造成的损失非常严重。”
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俞小鼎认为,在江苏、安徽、广东、海南等龙卷相对多发区,当出现超级单体时,就应当盯着其发展情况,并关注有利于龙卷的环境背景条件,一旦发现有龙卷征兆,就应发布预警。而这样平均也就预留出10分钟至20分钟时间。因此建立龙卷和强对流警报快速自动生成和发布系统至关重要,从预报员决定发布龙卷警报,到警报到达用户或各类媒体手中的时间不应超过3分钟。

中国气象局气象干部培训学院教授俞小鼎说,龙卷风的形成既需要有暖湿空气交汇提供对流条件,又要求高空和低空都有强风,还需要有较平坦的地形。而美国特殊的地理环境就容易满足龙卷风的形成条件。

3日17时50分左右,铁岭开原市区突遭龙卷风袭击。据初步统计,目前已致6人死亡,190多人受伤。

龙卷风究竟能否预报?

据统计,龙卷风袭击铁岭地区已致6人死亡,190多人受伤。这么具有杀伤力的龙卷风,就不能提前预报吗?

审核:王小龙

目前技术上还很难做到……

一旦遭遇龙卷风,中国气象局专家给出一些紧急防御措施:如果是在家中,务必远离门窗和外围墙壁,立即躲到比较靠内的房间内,呈蜷伏状趴下并以臂抱头,尽可能用床垫或地毯之类的覆盖物保护身体;如果是在野外,可以观察龙卷风移动路径,朝相反方向躲避,或就近寻找低洼地伏地抱头。公众应该远离大树、电杆等,以免被砸,而躲避龙卷风最为安全的地方是地下室或半地下室。

皇家永利 2王太微表示,在极不稳定的雷暴天气下,大气发生强烈对流运动。强烈的上升气流与各方向的切变风相互作用,使得气流中部开始旋转,并向上下扩展,形成柱状空气涡旋。其旋转直径逐渐变小,速度越来越快,
空气涡旋越来越猛烈。当涡旋慢慢向下扩展到地面时,使地面上产生强大的负压,这就是极具摧毁力的龙卷风。”
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除了中气旋,有时在超级单体中气旋中还可以识别一种被称为“龙卷式涡旋特征”的更小尺度涡旋。

不过,中国气象局国家气象中心强天气预报中心首席预报员张涛说,尽管我国新一代多普勒天气雷达在硬件和监测技术方面和美国都差不多,但我国监测站点的密度还不够大,在雷达周围会形成一个监测盲区,很难监测到龙卷风。

{“type”:1,”value”:”多处电线杆和路灯被吹倒,部分道路沿线多棵大树被连根拔起。

龙卷风形成机理研究目前尚不成熟。从文献上看,即便在美国,科学家仍然在分析机理,甚至刚刚找到能够“自圆其说”的科学假设。

龙卷风现身铁岭,罕见但不奇怪

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不能预报,监测也难。

从近24年即1991年~2014年之间的统计来看,我国平均每年发生43个龙卷风,江苏省和广东省最多。龙卷风多发于春季、夏季,其中,4~8月龙卷风次数占全年的92%,4月占18.5%,7月占29.5%,又以午后到傍晚最为多见。

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那龙卷风预警怎么做?

中国气象局:近24年我国平均每年发生43个龙卷风

图片来源:中国气象网

实时监测龙卷风也同样困难

有专家认为,多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。因为龙卷风往往有一个非常强大的对流母体,它有一个非常明显的中气旋特征,这个尺度一般在2公里到10公里之间,多普勒雷达对此可以很清楚地探测到,雷达操作人员可以通过分析频移数据,计算出龙卷风的速度和移动方向。

汽车外出遇到龙卷风时,千万不能开车躲避,也不要在汽车中躲避,应立即离开汽车,到低洼地躲避。

另一方面,南京大学大气科学学院教授薛明认为,由于尺度过于精细,龙卷风预报所需要的数值模式分辨率要比当前高一个量级,现有的计算机根本不可能做到。

王太微说,龙卷风是一种很少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在极不稳定的天气状况下发生的,发生至消散的时间在几分钟到几十分钟,现有气象观测设备难以监测。

野外遇龙卷风时,应双手护住头部和脖子,就近寻找低洼地伏于地面,但要远离大树、电杆,以免被砸、被压和触电;

原中央气象台台长李小泉说,出现龙卷风,就好比手划拨过水面后,水面肯定会出现漩涡,但很难判断出具体在哪个点会出现漩涡。龙卷风预报也是如此。冷空气侵入暖湿气流旺盛的地区,会引起强对流天气,但具体到哪个点会出现龙卷风,则几乎不可预测。

针对辽宁铁岭地区遭受突发龙卷风袭击,辽宁省气象台首席预报员王太微今天在接受中国青年报·中国青年网记者采访时表示,此次龙卷风是受到东北冷涡以及蒙古气旋前侧低压带共同影响而形成的,不过这是大尺度因素,和当地局地气候天气有关的具体成因还在进一步分析中。

在我国,龙卷风的发生有一定的地域和季节特征,春末夏季较多,一般多发生在长江中下游平原地区,平原多于山区,华南地区比较多一些。由于下垫面的关系,大城市里发生龙卷风的情况几乎很少看到。

中国气象局气象干部培训学院教授俞小鼎研究龙卷风很多年,他说,通常来说,超级单体包含有持久深厚的尺度为几公里的中气旋,多普勒天气雷达通常都可以通过径向速度图识别距离雷达150公里以内的中气旋,雷达反射率因子图上往往会出现一个“钩型回波”与径向速度图上的中气旋对应;若中气旋强度较大,并且底高较低,则被视为利于产生龙卷的征兆,在江苏、安徽、上海、广东、海南、浙江、湖南、湖北、河南、山东、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部、河北等龙卷相对多发区,需要马上发布龙卷警报。

王太微告诉中国青年报·中国青年网记者,这一次,铁岭开原地区出现龙卷风天气在历史上是罕见的,但并不奇怪——容易形成冰雹、龙卷等强对流天气的大尺度气候天气状况,加之铁岭事发地区较为平坦的整体地形,都是形成龙卷风的有利因素。不过她同时表示,此次龙卷风的路线位置还在做最终确定,具体成因有待观察。

{“type”:1,”value”:”当龙卷产生时,总有一条直径从几十米到几百米的漏斗状云柱从对流云云底盘旋而下。有的能伸达地面,在地面引起灾害性的风被称为龙卷;有的未及地面或未在地面产生灾害性风的被称为空中漏斗;有的伸达水面,被称为水龙卷。

只是在中国,绝大多数龙卷生命史都很短,因此在观测到中气旋内靠近地面处出现TVS时,预警为时已晚~因此多数龙卷预警建立在观测到较强中气旋的底部出现在距地面较低位置基础上。

不过,气象专家提醒,公众不必为这样的数据“吓倒”。在我国,龙卷风的发生有一定的地域和季节特征,春末夏季较多,一般多发生在长江中下游平原地区,平原多于山区,华南地区比较多一些。“由于下垫面的关系,大城市里发生龙卷风的情况几乎很少看到。”

“铁岭开原地区出现这样的龙卷天气在历史上很少见,这可能与地形有关。开原市地势东高西低,南北多丘陵地带,东南多山,而龙卷风一般在平原地区多发。”王太微说。

监制:中国科学院计算机网络信息中心

按照辽宁省气象台首席预报员张炳川的说法,在极不稳定的雷暴天气下,大气发生强烈对流运动。强烈的上升气流与各方向的切变风相互作用,使得气流中部开始旋转,并向上下扩展,形成柱状空气涡旋。其旋转直径逐渐变小,速度越来越快,空气涡旋越来越猛烈。

昨天6:50分,记者在朋友圈看到这样一条提示:“大城市铁岭及周边,注意强对流天气,根据雷达反射图来看,强对流比较激烈。”王太微表示,通过雷达发射图,确实可以看到有强对流天气发生,但具体是不是龙卷风却很难判定。

龙卷风预报难点在于其尺度小、发展快。

中国青年报·中国青年网记者从中国气象局获悉的一组统计数据显示,我国大部分省份都有龙卷风发生,主要集中在东部平原地区。

{“type”:1,”value”:”因此,专家提醒,当遭遇龙卷风时,可采取以下紧急防御措施:

科普时间到!戳图

“当涡旋慢慢向下扩展到地面时,使地面上产生强大的负压,这就是极具摧毁力的龙卷风。”张炳川说。

科技日报记者 付丽丽

(图片来源:中国气象局气象宣传与科普中心)

事发后,有关龙卷风的种种疑问不断被抛出,比如,常常见诸报端“袭击”美国的龙卷风,怎么跑到中国来了?位于松辽平原的铁岭地区又为何会迎来这次龙卷风,究竟哪些地方会发生龙卷风?

编辑:刘义阳

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美国龙卷风发生频率是中国的10倍左右,因此龙卷风多发区的基层台站预报员对于龙卷风预警具有丰富经验。即便如此,其空报率仍然超过70%。俞小鼎说,自从上世纪90年代初新一代天气雷达在美国布网以来,龙卷风预警命中率从原来的不到40%提高到80%以上,预警提前时间从原来的平均4分钟提高到14分钟,但空报率没有降低。

在家时,务必远离门、窗和房屋的外围墙壁,躲到小房间内抱头蹲下,最安全的地方是地下室或半地下室;

出品:科普中国

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答案也是否定的。

关于龙卷风的预警预报,专家表示,目前预报的主要线索为中等以上强度中气旋。同时,要密切关注龙卷风产生的背景条件,如不稳定天气背景、垂直风切变等。相对来讲,多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。因为龙卷风往往有一个非常强大的对流母体,它有一个非常明显的中气旋特征,这个尺度一般在2公里~10公里之间,多普勒雷达对此可以很清楚地探测到,雷达操作人员可以通过分析频移数据,计算出龙卷风的速度和移动方向。但王太微认为,由于龙卷风持续时间很短,可以说是来无影去无踪,所以很难做到。

(图片来源:辽宁开原龙卷风网友拍摄视频截图)

这么大的龙卷风难道就不能提前预报吗?

当前观测龙卷风的主要手段为雷达。但地球是圆的,雷达观测会产生仰角,存在近地面层的盲区;雷达6分钟扫描一次,很可能漏掉短寿命龙卷风;其分辨精度不足以捕捉小尺度的龙卷风,不可能直接观测,只能通过观测龙卷风形成的征兆,进行判别。

在电杆倒、房屋塌的紧急情况下,应及时切断电源,以防止电击人体或引起火灾;

美国于2015年前后开展了为期十年的项目,通过高分辨率模式做龙卷风集合预报,但业界对此有很大争议,很多科学家认为十年时间几乎不可能完成。这也是为何业界很多科学家认为“提前1小时以上的龙卷预报是气象界中最难的问题之一”的原因——现阶段,它的预报几乎无解。

“此次龙卷风主要是受东北冷涡以及蒙古气旋前侧低压带共同影响造成的,具体成因还在进一步分析中。”4日,辽宁省气象台首席预报员王太微告诉科技日报记者。

如果硬要缩小预警区域,结果就会是更多的漏报率。

皇家永利 7事发当时,当地黑云漫天、狂风乍起,同时伴有降雨、冰雹。整栋房屋玻璃破碎,汽车、广告牌、顶棚在大风中被掀翻。”
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以江苏为例,一年平均有10个超级单体,其中只有10%至15%的概率会形成龙卷,而且龙卷强度和超级单体强度没有直接关系。也正因为样本如此之少,很多预报员凭自身经验几乎很难判断龙卷。

来源:科技日报 文中图片来自网络

另一类是地面切变线附近生成的龙卷,雷达基本监测不到,但此类龙卷相对也较弱,占了每年全世界所发生龙卷的一大半。

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当这种TVS出现在靠近地面位置时,意味着龙卷即将发生或已经发生,对应的龙卷发生概率在70%以上。也就是说,中气旋中靠近地面TVS特征识别确实有较大概率确认为龙卷,但已经几乎没有预警时效,对于较长生命史龙卷,仍然具有预警价值。

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目前我国还没有针对龙卷风的专门预警

现阶段,科学家关于龙卷风预报的共识是,在现有技术基础上,不可能提前1小时以上定时、定点预报。

那么是否可以缩小预警区域大小呢?

由超级单体引起的龙卷风的征兆是可能被雷达“抓住”的;

那么,能不能用数值模式,通过物理方程反映龙卷风的生成和消亡,从而进行预报呢?

龙卷风不能预报,监测也同样困难。

龙卷风分为两种:

就江苏这些年情况而言,最大限度提前预警时间为10分钟至20分钟。

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