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Vamei Z:讨论龙卷风预报问题,已触及现代科学极限
关键字: 长江长江客轮倾覆湖北监利龙卷风龙卷风预报天气雷达【6月1日21时30分许,重庆东方轮船公司所属旅游客船“东方之星”轮在由南京驶往重庆途中,在暴风雨中夜沉长江,船上载有456名乘客和船员。截至发稿时,共发现遇难者遗体432具,14人生还,10人失踪。
2日下午,中国气象局确认沉船事发时段发生风力12级以上的龙卷风。通报称,中国气象局派出专家组到现场查看,分析认为:综合气象监测、气象雷达监测资料和现场查看分析,事发时段当地出现龙卷风,风力12级以上,龙卷主体位于江面,水平尺度不足1公里,龙卷风持续时间约15-20分钟。属局地性、小尺度、突发性强对流灾害天气。
事发第二天,中国气象局确认沉船事发时段发生风力12级以上的龙卷风,但有专业人士提出疑问,事发时段发生龙卷风缺乏有力证据。
也有质疑提出,为什么龙卷风没有预警或预报?对此,气象博士Vamei Z做出了以下分析解读。】

我写了一篇关于美国龙卷风的科普文之后,收到了很多评论。其中一条问“气象局为什么不发布龙卷风预报”。作为一个气象学徒,我已经深知龙卷风预报的困难之处,所以专门撰文来说明这个问题。
知道现在是知道未来的第一步,所以为了预报天气,我们必须知道当前的天气是什么。在以前没有计算机的时代,预报员就能通过汇总上来的风力、气压、温度、降水等观测,在地图上画出天气系统,预报出几天后的寒潮或降水。其中最重要的是识别出一些明显的天气系统,如锋面等,然后根据气流情况来判断出走势,看它们未来的发展状况。但这些气象数据是通过相距几十上百公里的气象站收集上来的,所以只能反映一些尺度大的气象系统,比如绵延上千公里的锋面。与锋面相比,龙卷风平均只有几百米宽,最大也只有三四公里。想要借助相距几十公里的气象网络来了解龙卷风,就好像用捕大鱼的网来捞小金鱼,完全无法实现。
美国地表气象站,对于龙卷风来说太稀疏。
那龙卷风是怎么发现的呢?用雷达。地面站点只是观测固定的一个点,但雷达可以覆盖周围数百公里的距离。一旦龙卷风进入到覆盖区域,那么它的一些特征会影响雷达的信号,就可以发现龙卷风了。最常见的雷达是降水雷达。它的信号遇到空气中的水滴衰弱,从而能在雷达屏幕上现实出周围的降水情况。由于带动空气旋转,龙卷风会在降水雷达上显示出一个“钩形”。但许多强龙卷风并不会在雷达屏幕上显示出这一特征。为了检测这些龙卷风,需要用多普勒雷达。这种雷达可以测量靠近或远离雷达站的风速。对于旋转的龙卷风来说,风是环形的,能在很短的距离内从靠近变成远离。因此,多普勒雷达上贴在一起的两个红绿色块儿(分别代表远离和靠近),就很有可能是龙卷风。
降水雷达与多普勒雷达上的龙卷风。
然而,相对于检测龙卷风所需要的网络密度,多普勒雷达站还很稀少。我们前面说了,雷达站覆盖面积是数百公里,而城市与城市的间隔也大概是这个距离。听起来,在每个城市建一个雷达站并不是特别难的事情。但我们要考虑到,地球是一个弯曲的球体,雷达看不到远处的低空。这就好像船只远航时,船身先消失在地平线,我们只能看到耸立的比较高的船帆。同样的道理,雷达监测远处的天空时,也只能看到中高层的天空。可是龙卷风最强烈旋转的部分是在从地面到三公里高度的低空,高空特征并不明显。因此,对于龙卷风这一低空现象来说,雷达的有效监控范围只有几十公里。仅仅是为了看到龙卷风,我们就需要更大密度的建立雷达站。
地球曲度对观测范围的影响。
美国在中部平原上建了一个密集的雷达网络。毕竟这个地区的龙卷风太过频繁,每年有超过1000次,远远超过中国每年几十次的频率。气象员一旦在雷达上看到龙卷风,能根据基本的气象状况和地形,相对准确的对龙卷风的走向作出预判。警报会通过电视、无线电、网络向公众传播。预警只能比龙卷风早到十分钟左右的时间,但民众可以利用这短暂的时机前往地下室或避难所躲避龙卷风。然而,美国的雷达网络也没能覆盖整个区域,所以每年依然有不少“野生”龙卷风没有被记录。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:李楚悦
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