专家解读:预警“跑得过”龙卷风吗?

龙卷风移动速度快

中国天气网首席专家李小泉表示:“龙卷风是一种非常小的涡旋系统,发生时间短、空间尺度小、移动速度快,生成和发展具有很大的随机性,因此定时、定点的龙卷风预报是世界性的难题。”

“一般来说,气象部门可以根据天气形势的发展,预估出某个地区范围内生成龙卷风的可能性较大。但是由于龙卷风的尺度小,生命史短,最小的只有几千米,有的只生存十几分钟,要提前预报出具体哪个地点、几时几分会生成龙卷风,以目前的技术条件是不可能实现的。比如,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那个地点会出现漩涡。龙卷风预报也是如此。冷空气侵入暖湿气流旺盛的地区,犹如手划过水面,会引起强对流天气,但具体到哪个地点会出现龙卷风,这几乎不可预测。”

“美国是世界上气象技术最为先进的国家,对龙卷风也只能做到密切监测而不是生成之前就做出预报。通常,如果多普勒雷达发现龙卷风的‘初级胚胎’或已经开始生成,气象工作人员就会加强监视和跟踪,根据各种资料分析这个龙卷风可能会向哪个方位移动,然后向那些位于龙卷风移动路径上的地区发布警报。”

美国的龙卷预警发布分两个层面:一是在国家级的预警中心,发布1至3天的趋势性预报。二是在美国各个地区的预报台。龙卷风一旦监测出现,就发布及时预警。一般情况,龙卷风警报会提前15分钟发出;个别情况下可在一个小时内提前预警。

 多普勒雷达

近几十年来,美国气象部门在监测龙卷风时,运用了静止卫星、多普勒天气雷达,包括部分军用气象雷达,自动气象站网和自愿气象站(由业余爱好者自己设立的气象站),观测的空间和时间分辨率都很高。一些业余爱好者、居民和新闻媒体在龙卷风出现后开车跟踪,用手机随时向气象台报告龙卷风的具体位置,这也有利于校准雷达上的龙卷风位置和动向。在警报方面,他们可以在气象台的预报室内启动用户警报器,这种警报器(收音机)被自动打开后就播送龙卷风警报;他们还可以在预报室直接播预报和警报,由电视台和广播电台进行直播,无需写成文字稿,由主持人播出,这样就节省了不少时间。

美国国家气象局还开展了一项SKYWARN计划,教会人们如何观测龙卷风、漏斗云、云墙以及其他极端天气现象。观测员一旦发现这种天气现象,就会报告当地气象部门,然后结合多普勒雷达的监测资料进行分析,可以提前发现龙卷风的踪迹,并发布相关预警。

监测技术的进步以及预警传播手段的广泛化大大降低了美国因龙卷风死亡人数。1925年,美国龙卷风死亡率为每百万人1.8人,到了2000年,已下降至每百万人0.11人。

尽管如此,在美国龙卷风还是继飓风之后破坏力第二大的自然灾害。最主要的原因还是龙卷风的难以预报性。同时龙卷风的移速极快,往往是人们刚刚收到警报,龙卷风就已杀到身边。美国一名气象专家格雷格(GregCarbin)说预警可以给居民足够的时间蹲下来,却无法有足够的时间安全逃离灾区。

在我国,龙卷风发生的概率比美国低得多。

“中国与美国纬度相似。中国大陆东临太平洋,但西、北面均为欧亚大陆,水汽条件没有美国好;其次,中国的主要山脉,如秦岭、天山、大小兴安岭都是东西走向,对南上的暖湿气流和北下的冷空气起到了很好的阻隔作用,它们的'冲突'不会那么剧烈。另外,中国龙卷风的生成地并不集中,一般来说,南方省份特别是距海较近的地区,春夏时节发生龙卷风的概率大一些;内陆干燥的季节,就很少有龙卷风出现”。李小泉解释道。

由于龙卷风生成数量少,我国气象部门没有单独针对龙卷风的预警,而是将其归至强对流天气预警之中。

近年来我国多地部署了先进的新一代多普勒天气雷达,大大提升了我国强对流天气的监测预警能力,强对流天气的提前预警时间能够在30分钟到1小时之间,但仍然不能把龙卷风与雷雨大风、冰雹等区别开来预警。由于龙卷风尺度很小,发生的可能性很小,且孕育龙卷风的天气条件常常与雷雨大风极为相似,技术很难区分它们。

以广东省气象部门为利,过去5年对强对流天气(雷雨大风、冰雹和龙卷合在一起报,不区分具体种类)的预报平均提前量为46分钟,预警命中率为75%,预警错误率30%。

在龙卷风监测预警水平较高的美国,错误率也居高不下。例如2010年美国龙卷风的预报提前量是19分钟,预警命中率为78%,同时预警错误率也达70%。

李小泉表示:“天气变化总是具有规律性和随机性两个方面。龙卷风是随机性很强的天气现象,根据现有的知识水平和技术条件,要在龙卷风出现之前准确地预报龙卷风的生成地点和移动路径几乎是不可能的,以后也很难做到。这是由大自然的特性决定的。不论是气象工作者自身还是普通大众都应该客观地看待龙卷风预报。”

尽管近几十年来,气象部门在各种灾害天气的观测和预报方面取得了巨大的进步,但人类还没有完全掌握天气变化的规律,多种天气现象包括龙卷风的预报仍需不断探索。因此,做好龙卷风的监测和预警发布是工作的重中之重,一旦发现有龙卷风生成的迹象,就要密切加以监测和发布预警,尽可能通过各种途径和办法告知人民大众,哪怕只有很短的提前时间也是好的,这是当前应对龙卷风灾害最有效的办法。

 

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