龙卷风为何难以预报预警?遇到了该跑还是该躲?
据《湖北日报》报道,龙卷7月6日晚,何难还该湖北东部多地遭遇强对流天气袭击。预报预警遇19时至23时,该跑黄石、龙卷黄冈、何难还该鄂州、预报预警遇咸宁等地出现雷暴大风,该跑53个乡镇风力达8至13级,龙卷其中2个乡镇达到13级,何难还该部分乡镇出现龙卷风。预报预警遇面对这一突发灾害,该跑龙卷风究竟有何特性?龙卷
龙卷风的本质与特征
据《中国气象报》报道,龙卷风是何难还该一种局地性、小尺度、预报预警遇突发性的强对流天气。它是在极不稳定的天气状况下,由空气对流运动造成的强烈、小范围空气涡旋。
- 时空尺度极小:直径平均在200米至300米,发生至消散的时间仅为几分钟到几十分钟。
- 形成条件:强对流天气是龙卷风产生的基本条件。在低空急流较强的情况下,龙卷风发生的概率会大幅增加。
龙卷风与普通大风的区别
| 特征 | 龙卷风 | 普通极端大风 |
|---|---|---|
| 形态 | 旋转风,漏斗云和卷起的碎屑醒目可见 | 直线型大风,无清晰视觉图像 |
| 气压 | 中心气压极低 | 气压变化相对较小 |
| 灾害性 | 极高,破坏力集中 | 相对较低 |
| 持续性 | 强龙卷风可持续数十分钟 | 多为瞬时阵风 |
监测难点:为何难以捕捉?
由于观测手段的限制,目前人们仍极难直接监测到龙卷风的实际风速、中心气压等关键气象要素。
- 常规观测站盲区:常规气象观测站很少能直接观测到龙卷风的存在。
- 风力确认滞后:对龙卷风最大风力的确认,多数依赖灾后灾情调查或车载多普勒雷达近距离观测得出的估计值。
雷达观测案例
2021年7月21日17时石家庄雷达低层仰角观测龙卷发生区域反射率因子与径向速度图
* (a)1.5°仰角反射率因子
* (b)1.5°仰角径向速度
* (c)0.5°仰角反射率因子
* (d)0.5°仰角径向速度
* 注:红色圈为龙卷发生位置
龙卷风的分级标准
为界定龙卷风强度,国际上通常采用藤田级数(EF Scale),分为EF0-EF5共6个等级。龙卷风生消迅速,常与雷暴、冰雹和暴雨等强对流天气系统相伴出现,甚至可出现在台风系统中。实践中,通常将EF2级以上的龙卷风称为强龙卷风。
中国龙卷风等级划分
在我国,龙卷风主要分为四个等级:
- 一级(弱):对应EF0级及以下
- 二级(中):对应EF1级
- 三级(强):对应EF2和EF3级
- 四级(超强):对应EF4和EF5级
预报预警:国际公认的难题
龙卷风监测预警存在极大不确定性,是国际气象界公认的难题。与其他灾害性天气相比,龙卷风具有“少见的局地性、小尺度、突发性强”的特点,空间尺度小且生命史短,难以被观测捕捉和记录。
为什么这么难?
- 个头太小:尽管公众眼中龙卷风“巨大”的风柱接天连地,但对比上千公里的台风系统,龙卷风直径仅几十米至数百米,最大约1公里。
- 寿命极短:持续时间短,一般为几分钟到几十分钟,从高空看几乎“一闪即灭”。
- 观测受限:
- 地面气象观测站间距虽已部分实现公里级,但仍难以直接“捕捉”。
- 天气雷达受限于探测范围、分辨率、地球曲率及地形遮挡,无法直接探测龙卷风本身。
- 机理认知不足:人类对龙卷风形成机理的认识尚浅,制约了预报预警业务的建立。
即便在龙卷风频发、研究充分的美国,其龙卷风预警的平均提前量也不到20分钟,且准确率有限。
如何破解预报难题?
目前,气象部门主要采取以下技术手段提升预警能力:
- 环境参数预报:基于数值天气预报模式和综合资料研判,对龙卷风形成的环境参数(如低层垂直风切变、水汽条件、不稳定能量、风暴相对螺旋度等)进行预报,预判发生可能性。
- 临近预报:通过快速循环中尺度数值天气预报模式对回波演变进行预报,预判生成时间和区域。
- 加密监测:结合风云气象卫星和气象雷达,利用人工智能算法进行加密监测,尝试开展预警。
- 灾害调查:相控阵天气雷达现场灾害调查是必要手段,能为确定灾害成因和强度提供最直接证据。例如,2016年至2021年,佛山龙卷风研究中心参与国内59次龙卷风等致灾雷暴大风的灾害调查,建立了详细的资料库。
遭遇龙卷风,如何避险?
遭遇龙卷风时,请遵循“就近、就低”的避险原则。即便是不沿海地区,也可能出现龙卷风,切勿掉以轻心。
1. 在室内
- 远离门窗和房屋外围墙壁。
- 躲藏到没有窗户的小房间内,抱头蹲下。
- 首选地下室或半地下室,这是相对安全的地方。
2. 在户外
- 观察龙卷风动态,避开其行进路径。
- 撤离:立即朝着与龙卷风移动路径垂直的方向快速撤离。
- 躲避:若来不及逃离,就近寻找低洼处躲避,双手护住头部和脖子。
- 远离大树、电线杆、广告牌、围墙等,防止被砸、被压或触电。
3. 在车内
- 切勿在汽车中躲避。
- 行动:注意避开龙卷风行进路径快速驶离,或立即离开汽车,前往低洼地点躲避。
来源:荆楚网综合中国气象报、湖北日报、应急管理部等
责任编辑:陈曦 UN984
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