美國龍捲風災難會在我國上演嗎? ——氣象專家解析國內外龍捲監測預警
數十人喪命,數百人受傷,成千上萬棟建築被毀,房屋化為廢墟。5月20日,一場猛烈的龍捲風襲擊了美國中部平原的俄克拉荷馬州穆爾市。
龍捲風是美國最可怕的「天災」之一。那麼,我國是否會出現災難性龍捲風?公眾又應該如何正確防範和應對呢?
特殊地形讓龍捲風在美國常「闖禍」
「美國龍捲風多發和地理條件有很大關係。」中國氣象局氣象幹部培訓學院教授俞小鼎說。美國的落基山脈呈南北走向,南邊主要是墨西哥灣,東臨大西洋,西靠太平洋。同時美國的平原區域多,地勢平坦。
「由於落基山呈南北走向,北邊的冷空氣很容易侵入,而南邊的墨西哥灣提供了較好的水汽條件,暖溼氣流容易過來。」俞小鼎介紹說,龍捲風的形成既需要有暖溼空氣交匯提供對流條件,又要求高空和低空都有強風,還需要有較平坦的地形。而美國特殊的地理環境就容易滿足龍捲風形成條件。
據美國國家氣象局監測報告顯示,5月20日襲擊穆爾市的龍捲風損害程度初步定為EF5級(龍捲風的分級是由藤田級數劃分,芝加哥大學的美籍日裔氣象學家藤田哲也於1971年提出)。EF指數級數越高,破壞程度越大。此次受災的俄克拉荷馬州就處於寬闊平原上,容易在冷熱空氣交匯並伴隨高、低空強風時遭遇龍捲風。同時,俄克拉荷馬城附近地區由於坐落在開闊平原地帶上,因此被稱為「龍捲風走廊中心」。
「據不完全統計,美國每年要發生1300多次龍捲風。」國家氣象中心強天氣預報中心高級工程師張濤說。龍捲風屬於強對流天氣中最為劇烈的一種,存在於在極不穩定能量和充沛水汽條件下產生的強雷暴天氣系統中,具有範圍小、壽命短等特點。
「龍捲風是柱狀強烈旋風,常表現為由雷暴雲底伸展至地面的漏鬥狀雲。即便最弱的龍捲風產生的風力也相當於颱風中心風力,而強龍捲風的風力更遠超過超強颱風的中心風力,最大可達100米每秒以上。」張濤說。
2011年,多股劇烈龍捲風襲擊了美國東南部和南部多個州,造成至少350人死亡,數千人受傷。當時的喬普林市遭受一個直徑近1.6公裡的龍捲風襲擊,瞬間造成118人死亡。根據美國航拍照片,城區的一部分幾乎從地圖上被抹掉。
提前一小時預警,為何災難如此慘烈?
據俄克拉荷馬州強龍捲風的親歷者說,在5月19日,當地氣象局就已經預報了可能會有龍捲風發生,並且在龍捲風來臨之前的1個多小時內,通過手機預警全網發布,全城拉響避難警報。儘管預警提前發出,但傷亡仍然十分慘重,這不得不讓人深思。
「在美國,龍捲風警報平均時間為13分鐘左右。在都卜勒雷達布網前,平均預警時間僅為4分鐘。」俞小鼎說。他認為,在龍捲風預報預警水平明顯提高的情況下,仍出現較大傷亡,可能與預報「虛警率」較高有關係。
假設當地氣象部門預報了100次龍捲風,但僅有30次真的出現了龍捲風,這便是一種預報「虛警率」高的現象。由於俄克拉荷馬州是龍捲風多發區域,當地百姓經常收到預警簡訊,在「虛警率」較高的情況下,他們可能會存在僥倖心理,沒有及時採取防禦措施。
此外,由於龍捲風影響路徑比較狹窄,而預警信息是對某一塊區域進行預報。即使預報區域十分準確,但龍捲風碰到某棟房子的機率比較低,受影響的可能只有5%或10%的人。那麼,其他大多數百姓就會覺得預報預警信息並不準確,這也降低了他們對預警信息的信任度。
「如果要降低受災程度,還是得從提前預警時間和降低『虛警率』這兩方面做起。」俞小鼎說。
我國龍捲風發生概率呈減少趨勢
「比起雷雨大風等強對流天氣,龍捲風形成的條件非常苛刻。不僅要求低層相對溼度較大,而且在離地面1公裡左右的高度要有低空急流,有較強的風。這些氣象條件在中國地區有能夠滿足的地方,但出現頻率遠沒有美國高。」俞小鼎說。
在我國,龍捲風發生區域主要集中在東北平原、華北平原、長江中下遊平原、珠江三角洲和海南等地區,發生時段主要集中在4月至8月。「據不完全統計,我國每年龍捲風發生次數大約在200次至300次左右。」俞小鼎說,我國自上世紀90年代以後,龍捲風發生的概率特別是EP2級以上強龍捲呈明顯減少趨勢。
「發生在我國的龍捲風強度相對較弱。自上世紀50年代以來,我國沒有出現過一次EF5級的龍捲風,而美國則出現了50次左右。自上世紀90年代以來,我國幾乎連EF4級的龍捲風都沒有出現過。」俞小鼎說。
對於我國龍捲風發生概率減少的原因,俞小鼎稱,影響原因還不十分確定,可能是氣候變化帶來的影響。比如近幾年,受全球變暖影響,我國華北地區不僅龍捲風發生次數減少了,而且強冰雹、雷暴大風等強對流天氣也明顯減少。
此前,有科學家提出,美國龍捲風比50年前發生次數明顯增加與公路上的汽車數量增多有密切關係。俞小鼎認為,這種說法並不科學。儘管人類活動對龍捲風的發生有一定影響,但影響不會很大。
目前,隨著城鎮化建設的推進,城市的擴大對龍捲風的減少也有一定影響。俞小鼎指出,以前在城市周圍都是鄉村,平坦地帶較多,可能會有龍捲風發生。但是隨著城市擴大,高樓大廈修建起來後,龍捲風與建築物和地面的摩擦力增大,就容易導致龍捲風的衰減。同時,城市下墊面也不利於龍捲風進入城市。
我國仍需加強龍捲風防禦科普,完善監測網絡
由於我國龍捲風並不經常發生,因此,國人對如何防禦龍捲風的科普知識比較缺乏。今年3月和4月,廣東東莞和貴州鎮遠均出現龍捲風,造成了一定的人員傷亡。災後,有些受災群眾在接受採訪時表示,不知道如何躲避突如其來的風災。這也凸顯了我國公眾對龍捲風災害防禦經驗的不足。
近年來,廣東省在湛江、陽江、深圳、汕頭等地部署了先進的新一代都卜勒天氣雷達,提升對強對流天氣的監測預警能力,強對流天氣預警時間也明顯提高。但廣東省氣象局首席預報員伍志方表示,由於龍捲風預報尺度很小,且孕育龍捲風的天氣條件常常與雷雨大風極為相似,不僅區分的難度很大,預報難度也很大。
張濤表示,儘管我國新一代都卜勒天氣雷達在硬體和監測技術方面和美國都差不多,但我國監測站點的密度還不夠大,在雷達周圍會形成一個監測盲區,很難監測到龍捲風。
中國氣象局公共氣象服務中心專家李小泉也表示,由於龍捲風生成數量少,我國沒有單獨針對龍捲風的預警。因此,對於我國公眾而言,更應該掌握相關防禦知識,才能在遭遇災害時有效開展自救互救。
當龍捲風來臨時,公眾應該如何躲避災難?張濤建議,如果是在家中,一定要遠離門窗和外圍牆壁,立即躲到比較靠內的房間內,呈蜷伏狀趴下並以臂抱頭,儘可能用床墊或地毯之類的覆蓋物保護身體;如果是在野外,可以觀察龍捲風移動路徑,朝相反方向躲避,或就近尋找低洼地伏地抱頭。公眾應該遠離大樹、電桿等,以免被砸,而躲避龍捲風最為安全的地方是仍地下室或半地下室。