最近,江南、華南等地災害天氣頻發(fā):10日下午,廣西大新縣城就受到了冰雹襲擊,上千車輛難逃“狂轟亂炸”。11日凌晨,海南洋浦海域突起大風,陣風達9至10級,6艘漁船遇險沉沒,遇險人數(shù)達17人。12日下午,颮線掃過廣東珠三角,廣東、深圳等現(xiàn)雷雨大風,佛山據(jù)說還出現(xiàn)了龍卷風。 這一類暴躁的天氣,其實都屬于“強對流”。 中央氣象臺高級工程師樊利強稱,3月中下旬以來至今,江南南部、華南地區(qū)已經發(fā)生3次較大的強對流天氣過程,較常年同期偏多3-5成。目前江南、華南地區(qū)處于春夏之交,正是強對流天氣多發(fā)的時節(jié),預計,未來三天,貴州、湖南、廣西、廣東等地還易發(fā)強對流天氣,需注意防范。 貴州南部、湖南南部、廣西北部、廣東等地是短時強降雨、雷電、冰雹、大風等多發(fā)的區(qū)域。值得注意的是,強對流天氣最易發(fā)生在傍晚至夜間。中央氣象臺高級工程師樊利強提示,目前不僅是江南、華南強對流天氣高發(fā)時段,北方的華北等地雷電、大風天氣也開始發(fā)展。
強對流天氣是怎么形成的?簡而言之,強對流其實是由空氣強烈垂直運動所導致的天氣現(xiàn)象。最典型的就是夏季午后的強對流天氣,即人們夏季午后所見的伴有雷電、大風的強降雨天氣。 樊利強解釋,3月中下旬以來,偏暖氣流比較強,輸送的水汽和能量都比較強,而較為活躍的冷空氣時常南下與暖空氣“約架”,雙方在江南南部和華南地區(qū)的上空“對峙”,頻繁迸發(fā)出強對流天氣。 當近地面的空氣從地球表面接受到足夠的熱量,就會膨脹,密度減小。這時大氣處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。這種情況像水缸里的油和水一樣,當密度較小的油處于水缸底部,而水處于上部時,一定會產生強烈的上升運動,最終油會浮到水面上。 同理,近地面較熱的空氣在浮力作用下上升,并形成一個上升的濕熱空氣流。當上升到一定高度時,由于氣溫下降,空氣中包含的水汽就會凝結成水滴。當水滴下降時,又被更強烈的上升氣流抬升,如此反復不斷,小水點變成大水滴,直至高空氣流無力支持其重量,最后下降成雨。因此,在此過程中常伴有冰雹、雷雨、大風等天氣現(xiàn)象。
當然各類強對流天氣形成的物理過程是不完全相同的,這與下墊面的動力和熱力作用的影響有很大關系,即與天氣背景及地形因素有關。 強對流天氣是以大尺度天氣系統(tǒng)為背景,大尺度天氣系統(tǒng)影響或決定著中小尺度天氣系統(tǒng)的生成、發(fā)展和移動過程。例如,龍卷的形成與強雷暴云中強烈的升降氣流有關。當升降氣流之間形成很強切變時,就會發(fā)生強烈的水平軸的渦旋,而在地形平坦、不容易破壞天氣系統(tǒng)結構的平原或海上,這一系統(tǒng)會繼續(xù)發(fā)展,形成龍卷。 從形成原理可知,我國一年四季都可能發(fā)生強對流天氣。但實際上,常發(fā)于春夏季。4月前后,冷暖空氣活動比較頻繁,冷空氣有一定勢力,能夠越過南嶺侵入到華南,同時,南方的暖空氣,尤其是從南海來的暖濕氣流也開始加強,冷暖空氣勢力相當,互相抗衡,互不相讓,導致華南地區(qū)強對流天氣發(fā)生。 隨著夏季的到來,冷空氣勢力逐步減弱,很難越過南嶺影響到華南地區(qū);而暖空氣更加強勢,強對流天氣頻發(fā)區(qū)域將會位于江南一帶。 而在全球變暖背景下,氣候變率增大、氣候波動幅度增加,會間接導致強對流頻發(fā)。如美國強風暴實驗室專家布魯克斯所說的那樣:“在過去的幾十年間,龍卷風等強風的數(shù)量處在增長中,隨著全球氣候變暖,將產生更多利于生成龍卷風的天氣條件?!?/span> 強對流天氣有哪些?在一些人的印象中,龍卷風似乎只存在于災難片中,或只是大洋彼岸才比較常見的災害。其實,雖然龍卷風生成數(shù)量不多、地域性較強,但在我國并非罕見,長江口三角洲、蘇北、魯西南、豫東的平原和湖沼區(qū),以及雷州半島等地都是龍卷風的易發(fā)區(qū)。 龍卷風的脾氣極為暴烈,風速大約在每小時320公里至337公里之間。一些氣象學家計算發(fā)現(xiàn),龍卷風在肆虐時所釋放的能量區(qū)間值堪比原子彈。在強烈龍卷風的襲擊下,房子屋頂會像滑翔翼般飛起來,其余部分也會跟著崩解。 雷雨大風其實是雷電、降雨、大風等多種天氣現(xiàn)象的綜合體,強烈的陣風以及雷電是雷雨大風天氣造成危害的主要因素。風力的加強非常突然,人們往往來不及提前防御就已經受到暴風雨的襲擊,財產容易遭受損失,甚至生命安全也會受到威脅。 短時強降水是人們最熟悉的強對流天氣之一。烏云蔽日、暴雨傾盆,在很短時間內,巨大的降水傾瀉而出。由于短時強降水會帶來地表徑流量的激增,在不同地區(qū)會引發(fā)各種不同災害。在城市,短時強降水易造成城市內澇,阻礙交通,甚至危及低洼地帶居民的生命。而在地質條件較為脆弱的地區(qū),短時強降水是山洪、泥石流、山體滑坡等災害的“催化劑”,嚴重威脅著當?shù)鼐用竦纳敭a安全。
相比短時強降水,冰雹的危害影響范圍可能較小,但更加直接,有時也更為強烈。5月30日,位于甘肅東部的靜寧縣遭遇了30分鐘的冰雹襲擊,最大直徑約2.8厘米,局地堆積厚度達5厘米至6厘米,這對正值生長期的蘋果、玉米、小麥及馬鈴薯等造成嚴重影響。雖然冰雹災害是一個小尺度的災害事件,但是我國大部分地區(qū)都有冰雹災害,幾乎全部的省份或多或少地有冰雹成災的記錄,受災的縣數(shù)接近全國縣數(shù)的一半。 “個頭”不大、突如其來、生命短暫,然而卻能在短時間內釋放出強大的力量。這一特性使得強對流天氣家族中的各個成員——短時強降水、冰雹、龍卷風、雷雨大風、雷暴及颮線等,均有極強的破壞力,成為人們不得不防范的災害性天氣。
強對流天氣很難預報既然強對流天氣危害這么大,那么我們有辦法預報這種災害,并想辦法預報嗎?實際情況是,目前還有一些難題需要解決。 當強對流天氣發(fā)生時,往往幾種災害同時出現(xiàn)。因為這種天氣歷時短、天氣劇烈、破壞性強,所以世界上把強對流列為僅次于熱帶氣旋、地震、洪澇之后第四位具有殺傷性的災害性天氣。這些特點也使強對流天氣預報成為一道世界性的難題。 由于強對流天氣發(fā)生于對流云系或單體對流云塊中,在氣象上屬于中小尺度天氣系統(tǒng),空間尺度小,一般水平范圍大約在十幾公里至二三百公里,有的水平范圍只有幾十米至十幾公里。其生命史短暫,并帶有明顯的突發(fā)性,約為一小時至十幾小時,較短的僅有幾分鐘至一小時。 對這種小尺度的、發(fā)展迅速的系統(tǒng)進行預報,在氣象上來講存在著一定的困難。強對流天氣的特征使得在目前的觀測條件下,不僅是中國,即使是世界發(fā)達國家,對于其信息的捕捉也不夠全面。舉例來說,在夏天,北京市海淀區(qū)出現(xiàn)雷暴或者冰雹,在通州卻是晴空萬里。
國家氣象中心強天氣預報中心預報科科長方翀曾表示,相對于歐美等先進國家,我國強對流天氣預報起步較晚。比如美國,因為當?shù)佚埦盹L出現(xiàn)的頻率很高,并且造成的危害很大,因此在龍卷風方面的研究起步早。但是,即使在美國,也沒有辦法完全準確預報強對流天氣。 以龍卷風為例,由于其屬于小尺度天氣系統(tǒng)或者小概率事件,其時間、空間隨機性較強,目前絕大多數(shù)的氣象探測設備和探測系統(tǒng)都無法有效監(jiān)測、追蹤它的發(fā)生發(fā)展。在確定是否為龍卷風上,也必須經過現(xiàn)場勘測。美國有著豐富的預報和監(jiān)測經驗,氣象監(jiān)測站距離逐年縮小,雷達網日趨完善,但其預警時間也十分有限,很難提前準確預報。 我國在2009年成立了國家氣象中心強天氣預報中心,在這方面進行了很多努力。目前,整體預報技術水平有了明顯上升。但是,在范圍和強度的預報上,比如說冰雹達到多大直徑、大風達到多少米/秒,就現(xiàn)有技術水平來看還存在一定的難度,技術上還有很大的提升空間。未來,氣象部門將積極推進短時預報及中尺度數(shù)值模式的發(fā)展,強對流天氣預報水平將得到進一步提升。 在攻克強對流天氣預報這條道路上,各國氣象專家都在努力不懈地探索中。現(xiàn)在世界上各個國家對于可能性的預報都只屬于一種潛勢預報,即在某一個相對比較長的時間段里,某個地區(qū)發(fā)生對流天氣的可能性。由于時段較長,所以只能全面地給出一個大范圍的預報,并不特別具有針對性。 提前一段時間(幾分鐘、幾十分鐘或幾小時)發(fā)布預警信息,則可以有效地彌補突發(fā)性、局地性強對流天氣長時效預報能力的不足。所以,世界各國一般都采取臨近預警的方式來進行指導和服務。
如何防御強對流天氣?政府及相關部門按照職責做好防短時暴雨、防雷、防大風準備工作,氣象部門做好人工防雹作業(yè)準備。 強對流天氣發(fā)生時,雷電較活躍,不要呆在空曠的環(huán)境中,應躲避到有避雷設施的建筑物里;驅趕家禽、牲畜進入有頂蓬的場所,妥善保護易受冰雹襲擊的汽車等室外物品或者設備。 另外,瞬時大風容易造成樹木折斷和房屋倒塌,造成人員傷亡,戶外行人和工作人員減少戶外活動,注意遠離棚架廣告牌等搭建物。一旦強對流引發(fā)雷雨大風,注意不要在瓦房屋檐下、煙囪、廣告牌、電線桿或大樹底下躲避。 相關水域水上作業(yè)和過往船舶采取回港規(guī)避或者繞道航行等積極應對措施。工地注意遮蓋建筑物資,妥善安置易受暴雨、風雹影響的室外物品;檢查城市、農田、魚塘排水系統(tǒng),做好排澇準備和對山洪、滑坡、泥石流等災害的防御準備。(編輯:Jerrusalem) 中國天氣網是中國氣象局發(fā)布權威預報預警信息、傳播氣象科技知識的核心門戶網站,擁有全球上萬個站點的氣象預報數(shù)據(jù)、訓練有素的氣象分析師團隊。 在這里你可以查詢15天天氣預報,定制專屬服務產品,遍覽全球天氣事件,追蹤災害現(xiàn)場報道,欣賞高清震撼美圖,獲取豐富有趣的氣象科普知識。 |
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