广东气象台首席预报员解答美国为何多发龙卷风

　　羊城晚报记者颜英

　　美国龙卷风年年都有发生，尤以4月为最，但是今年发生得特别频繁。根据美国气象部门的数据，在4月27日8时至28日8时这24小时内，龙卷风横扫美国东南部和南部多个州，数量达到创纪录的312场，远超之前24小时148场的纪录。在风灾中，至少350人死亡，数千人受伤。

　　在之前的4月17日下午，广东省佛山市局部地区也出现了龙卷风，造成严重人员和财产损失。

　　龙卷风是如何形成的？为何与中国纬度相近，而美国发生龙卷风更加频繁？龙卷风为何会有如此大的威力，对其的预警又有何困难？广东省气象台首席预报员伍志方长期进行暴雨和强对流天气研究，羊城晚报记者请他解答这一系列问题。

　　龙卷风之威力

　　最高风速可达300米/秒

　　伍志方介绍，龙卷风是在极不稳定天气下因空气强烈对流运动而产生的一种强烈的空气涡旋，从雷暴母体中产生，一般空气涡旋形成于空气中层。此后，涡旋向上发展，上部是一块乌黑或者浓灰的积雨云，云顶越高，对流就越强，成熟后涡旋向下延伸，下垂如同象鼻一样。不落地还好，落地之后就形成龙卷风，会将地面上的物体旋转吸入空中，造成巨大的伤害。

　　龙卷风与广东地区多发的雷雨大风一样，也是从雷暴母体中产生的。而它与雷雨大风的最大区别，就是有一个涡旋，产生旋转。因此龙卷风出现时，常伴随着高速旋转的漏斗状云柱，且一般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。单个龙卷风的地面影响范围并不大，影响地区的直径从几米到几百米，不过其中心附近风速最高可达到300米/秒，远大于台风中心的最大风速，因此其破坏性极强。

　　伍志方表示，龙卷风之所以造成巨大的灾难，一方面因为它风速极大，产生极大力量，另一方面因为其中心气压很低，会将地面的人和物以及空气旋转着吸向高空，而且它是移动着吸掉地面的物体，旋转着的人和物还可能在旋转中从半空中被甩出去，损失惨重。

　　龙卷风之形成

　　冷暖空气容易在美国叠加

　　虽然美国与我国纬度相近，但是龙卷风在美国的发生频率和杀伤力远远超过我国，还有“龙卷风之乡”的别称。

　　为什么龙卷风特别“钟情”美国？

　　伍志方表示，龙卷风的发生需满足一定的有利条件，其中包括需要能够积聚足够的水汽，以及冷暖空气运动产生压迫时释放的不稳定能量，此外还需要一个垂直方向上的风向和风速的强烈变化，气象学上称为“垂直切变”。此外，以冷暖界面为主的天气系统也是形成龙卷风所需要的触发机制。而美国的地理位置、地形特点和气候系统，有利于这些条件的产生。

　　从地图上可以看到，美国东临大西洋，西靠太平洋，南面还有墨西哥湾。由于美国主要处在中纬度，在副热带高压的控制下，来自海洋的三股暖湿空气可以源源不断地向美国大陆输送。大量的水汽从三面沿大气低层流向美国大陆后，与来自高层的落基山脉干燥空气在中部平原地区叠加，就容易产生垂直运动空气柱，导致龙卷风的出现。此外，美国多平原，地势较平坦，也有利于龙卷风的形成和发展。

　　据统计，美国比50年前发生龙卷风的次数至少增加35倍。有科学家认为，这与公路上的汽车数量增多有密切的关系。现在美国公路干线上经常运行的小汽车不下200万辆，卡车60多万辆。每当高速运行的两辆车错车时，就会形成逆时针方向的空气涡旋。数百万辆汽车产生的空气涡旋叠加起来，就会形成一股强大的涡旋。这股强大的涡旋，一旦遇到有利的天气系统和大气温湿条件，也会诱发龙卷风。

　　龙卷风之预警

　　平均提前18分钟预报

　　美国龙卷风的预报预警已经有50年的历史，相关研究处于世界最高水平。中央气象台强天气预报中心主任周庆亮近日接受采访时介绍，目前美国对龙卷风的预警有两个层次，一是在国家级的预警中心，类似于中国的中央气象台，发布1到8天的预警，提前8天可以预报哪些地方可能发生龙卷风。其次，美国各个地区大概有一百多个负责局地的预报台，一旦监测到龙卷风就会发布预警。但即便如此，对龙卷风的准确预报还是很困难。

　　伍志方表示，受限于技术和认识水平，龙卷风的预测并不能提前很长时间。这一方面因为龙卷风属于强对流天气，其产生和发展迅速，移动也极快，致使准确预测较为困难；另一方面，尽管美国早已建立了密集的雷达监控网络，但对龙卷风的分辨率仍在1公里左右。而龙卷风往往是尺度较小的涡旋，影响地面的单个龙卷风其平均直径只有250米左右，不容易被辨识。因此直到现在，美国对龙卷风提前预报的平均时间是18—19分钟。

　　凭借超过300公里的最高时速，龙卷风的移动速度极快，留给人们的躲避时间有限。在这次美国龙卷风灾难中，有灾民就是刚从广播里听到警报没几分钟，就发现龙卷风杀到身边。

　　广东的强对流天气以雷雨大风为主

　　  龙卷风不算多发雷达探测有盲区

　　与美国比较， 中国发生龙卷风的比例并不高，在强对流天气中，广东省发生最多的是雷雨大风天气，占到全国的50%以上，而龙卷风只占百分之几的比例。

　　同样是一个强对流天气过程，雷雨大风与龙卷风的主要差别，在于没有形成旋转。伍志方介绍，雷雨大风是指在出现雷、雨天气现象时，风力达到或超过8级(≥17.2米/秒)的天气现象。因为雷雨大风主要是由下沉气流较强而形成，当雷积云达到一定程度，云里的水滴猛然砸落到地面，会带来强烈的风势甚至冰雹。从风速和风的强度来说，龙卷风要超过雷雨大风，破坏力也更大。

　　为监测强对流天气，广东省是全国最早一批配备多普勒雷达的省份之一，开始于2000年。目前，中国的多普勒雷达分辨率与美国近似，为1公里，全省目前共安装有9个多普勒雷达，分别位于湛江、阳江、深圳、汕头、汕尾、广州、河源、梅州和韶关。从密度上看，也已经接近美国的雷达网络水平。不过伍志方表示，对强对流天气的监测还受到技术和认知水平的一些限制。如目前全省负责监测的太空站密度还不够大，200公里才一个太空站，且一天只观测两次，对变化迅速的强对流天气发生发展过程中的诸多变化，仪器很难探测到。另外，雷达探测像一个电筒一样倾斜射出笔直的波，雷达周围会形成一个监测盲区，如果附近发生了龙卷风，也探测不到。