最近,江南、華南等地災(zāi)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(fēng),陣風(fēng)達(dá)9至10級,6艘漁船遇險(xiǎn)沉沒,遇險(xiǎn)人數(shù)達(dá)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(fēng),佛山據(jù)說還出現(xiàn)了龍卷風(fēng)。 這一類暴躁的天氣,其實(shí)都屬于“強(qiáng)對流”。 中央氣象臺高級工程師樊利強(qiáng)稱,3月中下旬以來至今,江南南部、華南地區(qū)已經(jīng)發(fā)生3次較大的強(qiáng)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(qiáng)對流天氣多發(fā)的時(shí)節(jié),預(yù)計(jì),未來三天,貴州、湖南、廣西、廣東等地還易發(fā)強(qiáng)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(shí)強(qiáng)降雨、雷電、冰雹、大風(fēng)等多發(fā)的區(qū)域。值得注意的是,強(qiáng)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(qiáng)提示,目前不僅是江南、華南強(qiáng)對流天氣高發(fā)時(shí)段,北方的華北等地雷電、大風(fēng)天氣也開始發(fā)展。
強(qiáng)對流天氣是怎么形成的?簡而言之,強(qiáng)對流其實(shí)是由空氣強(qiáng)烈垂直運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的天氣現(xiàn)象。最典型的就是夏季午后的強(qiáng)對流天氣,即人們夏季午后所見的伴有雷電、大風(fēng)的強(qiáng)降雨天氣。 樊利強(qiáng)解釋,3月中下旬以來,偏暖氣流比較強(qiáng),輸送的水汽和能量都比較強(qiáng),而較為活躍的冷空氣時(shí)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(qiáng)對流天氣。 當(dāng)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(shí)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(dāng)密度較小的油處于水缸底部,而水處于上部時(shí),一定會產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng),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(gè)上升的濕熱空氣流。當(dāng)上升到一定高度時(shí),由于氣溫下降,空氣中包含的水汽就會凝結(jié)成水滴。當(dāng)水滴下降時(shí),又被更強(qiáng)烈的上升氣流抬升,如此反復(fù)不斷,小水點(diǎn)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(fēng)等天氣現(xiàn)象。
當(dāng)然各類強(qiáng)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(dòng)力和熱力作用的影響有很大關(guān)系,即與天氣背景及地形因素有關(guān)。 強(qiáng)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(dòng)過程。例如,龍卷的形成與強(qiáng)雷暴云中強(qiáng)烈的升降氣流有關(guān)。當(dāng)升降氣流之間形成很強(qiáng)切變時(shí),就會發(fā)生強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(qiáng)對流天氣。但實(shí)際上,常發(fā)于春夏季。4月前后,冷暖空氣活動(dòng)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(shí),南方的暖空氣,尤其是從南海來的暖濕氣流也開始加強(qiáng),冷暖空氣勢力相當(dāng),互相抗衡,互不相讓,導(dǎo)致華南地區(qū)強(qiáng)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(qiáng)勢,強(qiáng)對流天氣頻發(fā)區(qū)域?qū)挥诮弦粠А?/span> 而在全球變暖背景下,氣候變率增大、氣候波動(dòng)幅度增加,會間接導(dǎo)致強(qiáng)對流頻發(fā)。如美國強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室專家布魯克斯所說的那樣:“在過去的幾十年間,龍卷風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)的數(shù)量處在增長中,隨著全球氣候變暖,將產(chǎn)生更多利于生成龍卷風(fēng)的天氣條件?!?/span> 強(qiáng)對流天氣有哪些?在一些人的印象中,龍卷風(fēng)似乎只存在于災(zāi)難片中,或只是大洋彼岸才比較常見的災(zāi)害。其實(shí),雖然龍卷風(fēng)生成數(shù)量不多、地域性較強(qiáng),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(fēng)的易發(fā)區(qū)。 龍卷風(fēng)的脾氣極為暴烈,風(fēng)速大約在每小時(shí)320公里至337公里之間。一些氣象學(xué)家計(jì)算發(fā)現(xiàn),龍卷風(fēng)在肆虐時(shí)所釋放的能量區(qū)間值堪比原子彈。在強(qiáng)烈龍卷風(fēng)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(fēng)其實(shí)是雷電、降雨、大風(fēng)等多種天氣現(xiàn)象的綜合體,強(qiáng)烈的陣風(fēng)以及雷電是雷雨大風(fēng)天氣造成危害的主要因素。風(fēng)力的加強(qiáng)非常突然,人們往往來不及提前防御就已經(jīng)受到暴風(fēng)雨的襲擊,財(cái)產(chǎn)容易遭受損失,甚至生命安全也會受到威脅。 短時(shí)強(qiáng)降水是人們最熟悉的強(qiáng)對流天氣之一。烏云蔽日、暴雨傾盆,在很短時(shí)間內(nèi),巨大的降水傾瀉而出。由于短時(shí)強(qiáng)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(zāi)害。在城市,短時(shí)強(qiáng)降水易造成城市內(nèi)澇,阻礙交通,甚至危及低洼地帶居民的生命。而在地質(zhì)條件較為脆弱的地區(qū),短時(shí)強(qiáng)降水是山洪、泥石流、山體滑坡等災(zāi)害的“催化劑”,嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全。
相比短時(shí)強(qiáng)降水,冰雹的危害影響范圍可能較小,但更加直接,有時(shí)也更為強(qiáng)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(dá)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(yán)重影響。雖然冰雹災(zāi)害是一個(gè)小尺度的災(zāi)害事件,但是我國大部分地區(qū)都有冰雹災(zāi)害,幾乎全部的省份或多或少地有冰雹成災(zāi)的記錄,受災(zāi)的縣數(shù)接近全國縣數(shù)的一半。 “個(gè)頭”不大、突如其來、生命短暫,然而卻能在短時(shí)間內(nèi)釋放出強(qiáng)大的力量。這一特性使得強(qiáng)對流天氣家族中的各個(gè)成員——短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、龍卷風(fēng)、雷雨大風(fēng)、雷暴及颮線等,均有極強(qiáng)的破壞力,成為人們不得不防范的災(zāi)害性天氣。
強(qiáng)對流天氣很難預(yù)報(bào)既然強(qiáng)對流天氣危害這么大,那么我們有辦法預(yù)報(bào)這種災(zāi)害,并想辦法預(yù)報(bào)嗎?實(shí)際情況是,目前還有一些難題需要解決。 當(dāng)強(qiáng)對流天氣發(fā)生時(shí),往往幾種災(zāi)害同時(shí)出現(xiàn)。因?yàn)檫@種天氣歷時(shí)短、天氣劇烈、破壞性強(qiáng),所以世界上把強(qiáng)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(zāi)害性天氣。這些特點(diǎn)也使強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)成為一道世界性的難題。 由于強(qiáng)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(shí)至十幾小時(shí),較短的僅有幾分鐘至一小時(shí)。 對這種小尺度的、發(fā)展迅速的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào),在氣象上來講存在著一定的困難。強(qiáng)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(dá)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(qiáng)天氣預(yù)報(bào)中心預(yù)報(bào)科科長方翀?jiān)硎?,相對于歐美等先進(jìn)國家,我國強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)起步較晚。比如美國,因?yàn)楫?dāng)?shù)佚埦盹L(fēng)出現(xiàn)的頻率很高,并且造成的危害很大,因此在龍卷風(fēng)方面的研究起步早。但是,即使在美國,也沒有辦法完全準(zhǔn)確預(yù)報(bào)強(qiáng)對流天氣。 以龍卷風(fēng)為例,由于其屬于小尺度天氣系統(tǒng)或者小概率事件,其時(shí)間、空間隨機(jī)性較強(qiáng),目前絕大多數(shù)的氣象探測設(shè)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(fēng)上,也必須經(jīng)過現(xiàn)場勘測。美國有著豐富的預(yù)報(bào)和監(jiān)測經(jīng)驗(yàn),氣象監(jiān)測站距離逐年縮小,雷達(dá)網(wǎng)日趨完善,但其預(yù)警時(shí)間也十分有限,很難提前準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。 我國在2009年成立了國家氣象中心強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)中心,在這方面進(jìn)行了很多努力。目前,整體預(yù)報(bào)技術(shù)水平有了明顯上升。但是,在范圍和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)上,比如說冰雹達(dá)到多大直徑、大風(fēng)達(dá)到多少米/秒,就現(xiàn)有技術(shù)水平來看還存在一定的難度,技術(shù)上還有很大的提升空間。未來,氣象部門將積極推進(jìn)短時(shí)預(yù)報(bào)及中尺度數(shù)值模式的發(fā)展,強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)水平將得到進(jìn)一步提升。 在攻克強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)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(gè)國家對于可能性的預(yù)報(bào)都只屬于一種潛勢預(yù)報(bào),即在某一個(gè)相對比較長的時(shí)間段里,某個(gè)地區(qū)發(fā)生對流天氣的可能性。由于時(shí)段較長,所以只能全面地給出一個(gè)大范圍的預(yù)報(bào),并不特別具有針對性。 提前一段時(shí)間(幾分鐘、幾十分鐘或幾小時(shí))發(fā)布預(yù)警信息,則可以有效地彌補(bǔ)突發(fā)性、局地性強(qiáng)對流天氣長時(shí)效預(yù)報(bào)能力的不足。所以,世界各國一般都采取臨近預(yù)警的方式來進(jìn)行指導(dǎo)和服務(wù)。
如何防御強(qiáng)對流天氣?政府及相關(guān)部門按照職責(zé)做好防短時(shí)暴雨、防雷、防大風(fēng)準(zhǔn)備工作,氣象部門做好人工防雹作業(yè)準(zhǔn)備。 強(qiáng)對流天氣發(fā)生時(shí),雷電較活躍,不要呆在空曠的環(huán)境中,應(yīng)躲避到有避雷設(shè)施的建筑物里;驅(qū)趕家禽、牲畜進(jìn)入有頂蓬的場所,妥善保護(hù)易受冰雹襲擊的汽車等室外物品或者設(shè)備。 另外,瞬時(shí)大風(fēng)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(dòng),注意遠(yuǎn)離棚架廣告牌等搭建物。一旦強(qiáng)對流引發(fā)雷雨大風(fēng),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(guān)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(yīng)對措施。工地注意遮蓋建筑物資,妥善安置易受暴雨、風(fēng)雹影響的室外物品;檢查城市、農(nóng)田、魚塘排水系統(tǒng),做好排澇準(zhǔn)備和對山洪、滑坡、泥石流等災(zāi)害的防御準(zhǔn)備。(編輯:Jerrusalem) 中國天氣網(wǎng)是中國氣象局發(fā)布權(quán)威預(yù)報(bào)預(yù)警信息、傳播氣象科技知識的核心門戶網(wǎng)站,擁有全球上萬個(gè)站點(diǎn)的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、訓(xùn)練有素的氣象分析師團(tuán)隊(duì)。 在這里你可以查詢15天天氣預(yù)報(bào),定制專屬服務(wù)產(chǎn)品,遍覽全球天氣事件,追蹤災(zāi)害現(xiàn)場報(bào)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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