龍捲風預報到底有多難？“龍捲王國”都沒轍

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新聞背景

7月3日傍晚，遼寧省鐵嶺市開原市遭遇罕見龍捲風襲擊。在龍捲風出現的時間段，開原國家氣象觀測站極大風速為23。0米/秒，風力達到9級。據初步統計，此次鐵嶺開原市龍捲風災害受災人口28628人，災害造成6人死亡，190餘人受傷。

儘管中國的龍捲風災害相對其它災害發生次數較少，但是帶給我們的傷痛卻不小。特別是，龍捲風似乎來無影去無蹤，對它的預報至今仍是世界性難題。

1、孟加拉國龍捲風曾造成約1300人死亡

在從事強對流天氣研究的科學家眼裡，龍捲風是地球大氣中最強烈的對流風暴，是個冷漠的殺手。

龍捲風與我們常見的冰雹、雷雨大風天氣，均屬於強對流天氣。龍捲風是在不穩定天氣條件下產生的小範圍的快速旋轉的空氣渦旋，常表現為由雷暴雲底伸展至地面的漏斗狀渦旋雲柱，如大象鼻子。龍捲風中心附近風速可達100-200米/秒，直徑一般在幾米到數百米之間，維持時間在十幾分鍾到幾小時。其所到之處常會發生拔起大樹、掀翻車輛、摧毀房屋等現象，還會造成人員傷亡。

美國是發生龍捲風最多的國家，堪稱“龍捲王國”。從1991年到2014年統計來看，美國平均每年發生1122個。我國平均每年發生43個龍捲風。中國關於龍捲風的記載，最早是沈括在《夢溪筆談》中記載的1076年恩州武城縣的龍捲風災難。我國龍捲風發生最多的地區是長江三角洲和廣東，江蘇省高郵市被稱為我國的“龍捲風之鄉”。

根據世界氣象組織2017年公佈的資料，1989年4月26日，龍捲風摧毀孟加拉國馬尼格甘傑縣，造成約1300人死亡。這是近年來龍捲風造成人員傷亡最多的記錄。

在全球氣候變暖的大背景下，極端天氣氣候事件呈頻發高發態勢。“現在人們已看到大規模洪水，更強力龍捲風，沒有雨的雨季，更加猛烈的颶風和颱風。”聯合國秘書長古特雷斯說，人類必須為了一個健康的地球去建設和平和可持續的未來。

2、美國龍捲風多發與特殊地理環境相關

美國龍捲風多發與特殊地理環境等因素關係密切。由於美國東瀕大西洋，西靠太平洋，南面又有墨西哥灣，大量的水汽不斷從東、西、南面流向美國大陸。水汽多，雷雨雲就容易發生發展。當雷暴雲底發展到一定強度後，就會產生龍捲風。同時，美國平原區域多，中南部平原稱為“龍捲走廊”。

中國氣象局氣象幹部培訓學院教授俞小鼎表示，龍捲風形成既需要暖溼空氣交匯提供對流條件，又要求高空和低空有強風，還需要有較平坦的地形，而美國特殊的地理環境容易滿足龍捲風形成條件。

從空間分佈來看，中國的龍捲風一般多發生在中東部地形相對平坦的平原地區，平原多於山區，其中江蘇和廣東最多。從時間分佈來看，4月至8月出現在我國的龍捲風個數佔全年的92%，大多發生在午後至傍晚。

龍捲風的形成一般要滿足三個條件：一是空氣溼熱且非常不穩定；二是大氣中有塔狀積雨雲形成；三是高空風和低空風方向相反。前兩個條件也是雷雨、冰雹等強對流天氣出現時的特徵。高、低空出現不同方向的風是龍捲風出現的必要條件，這在氣象學上叫做垂直風切變，製造這種狀況的“元兇”往往是高空急流。通俗地說，高空急流就是高空中形成的快速流動的風帶，一般在它的左側容易形成抽吸低層大氣的渦旋。在“抽吸的渦旋”中，地面氣壓迅速降低，氣柱中的氣流迅速上升，雷暴、冰雹、龍捲風等劇烈的天氣現象就會相應發生。需要注意的是，以上三個條件在大自然中同時滿足並非難事，因此，並不是每一次“三方聚首”都會出現龍捲風，他們的出現只是龍捲風產生的前提和徵兆。

3、龍捲風預報預警是世界性難題

儘管世界各地天氣預報準確率在逐步提高，但並非所有天氣都可以被準確預報預測，預報龍捲風自然更不易。這就好比是醫生給病人看病一樣，本身日常的天氣預報中就有很多“疑難雜症”，龍捲風更是“疑難雜症”中的“硬骨頭”。

龍捲風預報之所以難，與其自身特點有關，其尺度小不易發現、發展快不易捕捉。曾任中央氣象臺臺長的李小泉說，出現龍捲風，就好比手劃撥過水麵後，水面肯定會出現漩渦，但很難判斷出具體在哪個點會出現漩渦。龍捲風預報也是如此。冷空氣侵入暖溼氣流旺盛的地區，會引起強對流天氣，但具體到哪個點會出現龍捲風，則幾乎不可預測。

加之，在類似於龍捲風這種強對流天氣出現時，往往有幾種災害可能同時出現，其生成環境複雜。以龍捲風為例，可以在暴雨環境中發生，有的時候可以伴著冰雹、雷暴等極端天氣組團來襲，也可以發生在聚集強大能量的颱風環境中。

美國龍捲風出現頻率高、危害大，在龍捲風研究領域也起步較早。從19世紀80年代開始，美國開始發力研究龍捲風。如今，其已開展了一系列大型外場觀測試驗，深入研究龍捲風的機理問題，在龍捲風理論研究、實驗室模擬以及數值模式開發方面有不少進展，其龍捲風觀測裝置也不斷髮展和改進。然而，龍捲風在美國也十分難以預測。美國國家氣象局氣象學者克里斯多夫·斯特朗曾表示，針對龍捲風，雖然一個強有力的氣象服務機構確實能夠提供一定範圍的預報，但很難做到定時定點準確預報。

由於影響我國的龍捲風數量相對較少，其屬於小尺度天氣系統或者小機率事件，時間、空間隨機性較強，中國對於龍捲風等強對流天氣預報的起步較晚，但目前也有了長足進展。中國氣象局國家氣象中心強天氣預報中心首席預報員張濤說，我國新一代多普勒天氣雷達在硬體和監測技術方面與美國差不多。

在全球範圍內來看，監測預報預警龍捲風面臨重重困難，還有很漫長的路要走。在一些國家，大量的志願者、追風者所拍攝下的龍捲風影片和畫面已經成為記錄龍捲風寶貴的資料，成為監測預報預警龍捲風的重要基礎。有科學家認為，即使採用世界上最先進的高解析度、快速掃描的移動雷達系統進行觀測，對於龍捲風精細結構和演變分析研究仍然十分困難。

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龍捲風破壞力巨大的原因

龍捲風為什麼具有這麼巨大的破壞力？巨大的風力、飛旋的碎屑和極低的氣壓是“罪魁禍首”。

龍捲風的風速一般能達到50-150米/秒，遠遠大於超強颱風（中心附近風力大於51米/秒）的風力。當龍捲風衝擊房屋的一側時，相當於用10噸的大錘去撞擊。又由於風並不是向一個方向吹，而是旋轉運動，因此，房屋四面八方都會受到壓力，瞬間被粉碎也就不足為奇了。

同時，龍捲風內部的空氣很稀薄，氣壓極低，這樣的結構就像一個強力吸塵器，它能快速地將地面上的東西吸到“漏斗”中。一般來說，龍捲風破壞力最強的地方就是靠近地面的漏斗嘴附近，當這部分離開地面後，龍捲風的威力也就會大大地減弱。

而這樣的“吸食”作用還可以造成房屋的內部發生“爆炸”。這是由於伸向地面的龍捲風內部氣壓特別低，門窗緊閉的房屋則是處於正常的大氣壓狀態下，當龍捲風裹住密閉的房屋時，就會形成屋內大氣壓力遠遠大於屋外的大氣壓力，巨大的壓力差會迫使房屋瞬間發生“爆炸”現象。

除了強風、低氣壓，在龍捲風中，飛旋的碎屑也是重要的破壞分子。龍捲風一路行進，就好比一個“絞肉機”，會將進入“口”中的“食物”全部打碎，同時又將碎屑向四處拋散。碎屑雖小，但速度很快，衝擊力極大，很多致命的傷害就是由碎屑造成的。調查發現，被龍捲風撕裂的小小木片能夠穿透粗大的樹幹，可見龍捲風的威力有多大！

但是，在龍捲風內部也會有奇蹟發生，曾經發生過有人被龍捲風吸走，而後又平安無恙落回到地面的事情，這樣的人就很幸運地躲過了碎屑的襲擊。

雖然聽上去龍捲風造成的破壞十分恐怖，無堅不摧，但好在它的生命史很短暫。一般正常的只有二三十分鐘，短的不到10分鐘，很少有能超過1小時的；龍捲風行進的路線也不長，從幾千米到二三十千米。

作者：郝非爾

監製：陳巖

編輯：高珊珊

流程編輯：吳越