强对流天气预报仍是难题

新闻背景

　　近一段时间，我国南方地区连续遭受强对流天气的袭击，而“东方之星”客轮在长江湖北石首段翻沉这一不幸事件，更是引起了公众的极大关心。中国气象局派出专家组到现场查看。综合气象监测、气象雷达监测资料和专家现场查看分析，初步确认事发时段当地出现龙卷风，属局地性、小尺度、突发性强对流灾害天气。
破坏力和局地性极强

　　打雷、闪电、阵雨，这些天气属于一般性的对流天气。强对流天气，则是指发生突然、天气变化剧烈、破坏力极大，常伴有雷雨大风、冰雹、飑线、龙卷、短时强降水等强对流灾害性天气。
　　“强对流天气容易造成灾害，破坏性、影响性比较强。”国家气象中心强天气预报中心研究员郑永光表示。此外，局地性较强，空间范围较小，持续时间或者生命期比较短，所以也比较迅速。这就是其和一般对流天气的差异。
　　“个头”不大、突如其来、生命短暂，然而却能在短时间内释放出强大的力量。这一特性使得强对流天气家族中的各个成员，均有极强的破坏力和灾害性。
　　在我国，强对流天气常发于春夏季。春季和夏季的强对流天气对城市和农村的影响也各有不同。在春季，经常出现的是冰雹大风，容易破坏建筑物，甚至造成人员伤亡；对于农业生产而言，则会摧毁农作物，破坏农业设施。在夏季，经常“光临”的则是短时强降雨，排水设施较差的城市可能引发内涝，而地质结构薄弱的地区，易出现山洪、山体滑坡、泥石流等自然灾害，威胁人们的生命安全。
　　随着夏季的到来，冷空气势力逐步减弱，很难越过南岭影响到华南地区，而暖空气更加强势，强对流天气频发区域将会位于江南一带。本次“东方之星”客轮翻船地点湖北省监利县就在这个区域，事发时，正处于强对流天气过程中。

长江三角洲地区
是龙卷风重灾区

　　龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋，是在强烈的不稳定天气条件下，由空气强烈对流运动产生的，通常是由雷暴云伸展至地面的漏斗状云产生的强烈旋风。龙卷中心气压很低，中心风力可达100～200米/秒。
　　从外观看，龙卷风是从积雨云底向下盘旋的一个漏斗状云体，或者是从地面升起的旋转的尘云。龙卷风是一种类似台风的大气涡旋，但比台风还猛烈。它像个圆柱形空气柱，上端与云底相连，下部与地面相接，恰似一条上通天、下触地的长龙。因此，人们形象地称其为龙卷风。龙卷风有多种，发生在陆地上的叫做陆龙卷，俗称“吊龙挂”；发生在水面上的叫做“水龙卷”，俗称“龙吸水”。
　　据中央气象台首席播报员张涛介绍，大气环流的规律决定了龙卷风主要发生在雷暴天气多发的中纬度地区。全球海洋、大陆分布状况决定了北半球龙卷风数量多于南半球，主要发生在北纬20度到北纬50度的范围内。而我国大部分地区位于北温带、亚热带，尤其是长江流域，此次龙卷风的发生，其气候和纬度位置都比较符合。
　　事实上，我国大部分的省(自治区、直辖市)都曾发生过龙卷风，但以东部地区为多，主要发生在江苏、浙江、安徽、上海及山东、湖北、广东等省市。由于龙卷风是由雷暴云层中的能量促成的，所以它集中发生在雷暴强对流天气出现频繁的季节，即5月至9月；尤以雷暴云层易聚集的时段，即下午至傍晚最为多见。统计资料显示，长江三角洲地区是我国龙卷风的重灾区。在不同地域，龙卷风发生最多的月份是有差异的。在广东省，龙卷风发生最多的月份是在4月和5月；在河北和山东省，龙卷风发生最多的时间是7月和8月。

龙卷风形成与地形有关

　　龙卷风等各类强对流天气形成的物理过程是不完全相同的，这与下垫面的动力和热力作用的影响有很大关系，即与天气背景及地形因素有关。龙卷的形成与强雷暴云中强烈的升降气流有关。当升降气流之间形成很强切变时，就会发生强烈的水平轴的涡旋，而在地形平坦、不容易破坏天气系统结构的平原或海上，这一系统会继续发展，形成龙卷。
　　在我国，龙卷风会经常发生在面积比较宽阔的地方，比如空旷的草原或者广阔的大海上，也会发生在汛期南方强降水强对流天气过程中。美国特殊的地理环境就容易满足龙卷风形成条件。
　　国家气候中心气候监测室正研级高工周兵指出，龙卷风一般多发生在海面和内陆的平原，就全球范围来讲中国是龙卷风少发地。长江流域虽处在内陆，但是夏季乃至春末秋初，高温天气为强对流天气发展提供了有利的条件。湖北省龙卷风的频发区域与湖北特殊的地形有密切的关系。湖北省有两条地形组成的南北向走廊，一条是受鄂西山地和桐柏、大洪山两山相夹形成的中间高两边低的走廊，另外一条在大悟至安陆一带，有桐柏山。大洪山海拔较低，低于1000米以下，为周围支离破碎的山头之间形成的许多南北向的通道提供了条件，几个主要的龙卷风多发地处在这两条走廊的下风位置，包括荆州、孝感一线。
　　在全球气候变暖的大背景下，极端天气呈多发频发态势。如美国强风暴实验室专家布鲁克斯所说的那样：“在过去的几十年间，龙卷风等强风的数量处在增长中，随着全球气候变暖，将产生更多利于生成龙卷风的天气条件。”

准确预报强对流天气难度大

　　强对流天气发展比较快，消散得也快，在所有的天气类型中属于最难预报的。这是国内外从事气象预测和科学研究的专家、学者共同的认识。
　　由于强对流天气发生于对流云系或单体对流云块中，属中小尺度天气系统，空间尺度小，一般水平范围约在十几公里至二三百公里，有的水平范围只有几十米至十几公里。其生命史短暂并带有明显的突发性，约为一小时至十几小时，较短的仅有几分钟至一小时。对小尺度的、发展迅速的系统进行预报存在一定困难。
　　美国国家气象局气象学者克里斯多夫?斯特朗对美国《外交政策》杂志表示，针对龙卷风，虽然一个强有力的气象服务机构确实能够提供一定范围的预报，但无法在所有情况下都准确预报。龙卷风有时确实会在毫无征兆的情况下产生。《华盛顿邮报》气象专栏首席气象学家杰森?瑟姆瑙表示，美国由于常常发生龙卷风灾害，因此拥有全球最先进的龙卷风预警机制，即便如此，美国平均龙卷风的预警时间也只有13分钟。有时会有预警，有时没有。
　　“不只是龙卷风，对于短时大雨、雷暴和冰雹等强对流天气的预报，目前都是一个世界难题。”国家气象中心强天气预报中心预报科科长方翀表示。对于龙卷风的预报要归类于强对流天气预报。由于其属于小尺度天气系统或者小概率事件，其时间、空间随机性较强，目前绝大多数的气象探测设备和探测系统都无法有效监测、追踪它的发生发展。在确定是否为龙卷风上，也必须经过现场勘测。
　　不只如此，强对流天气越是极端越是预报难度大。今年5月6日，河南洛阳遭遇冰雹，个别地区冰雹大如鸡蛋。对于大如鸡蛋的冰雹的预报存在的困难更多。
　　现在世界上各个国家对于强对流天气可能性的预报都只属于一种潜势预报，即在某一个相对比较长的时间段里，某个地区发生对流天气的可能性。由于时段较长，所以只能全面地给出一个大范围的预报。提前一段时间（几分钟、几十分钟或几小时）发布预警信息，则可以有效地弥补突发性、局地性强对流天气长时效预报能力的不足。所以，世界各国一般都采取临近预警方式来进行指导和服务。