作者:曹洁 来源: 中国科学报 发布时间:2024/4/3 7:55:00
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强对流天气致人死亡,预警是不是“狼来了”?

 

■曹洁

近日,我国南方地区强对流天气频发。自3月30日6时起,中央气象台连续4天发布强对流预警。3月31日凌晨,江西南昌突发强对流天气,最大风力达11级,已致当地4人死亡、10余人受伤。

那么,什么是强对流天气?能否对其精确预警?预警的可信度又有几分?

什么是强对流天气?

强对流天气是指出现短时强降水、雷暴大风、冰雹和龙卷等现象的灾害性天气,一般具有范围小、发展快、移速快等特点。强对流天气破坏力极大,天气预报经常对应有“局地”“瞬时”等限定词。

国家防灾减灾救灾委员会办公室、应急管理部发布的2023年全国自然灾害基本情况显示,2023年我国共出现33次强对流天气过程,共观测记录到26个龙卷风,其中强龙卷风9次;风雹灾害(雷暴大风、冰雹和龙卷等)共造成605.3万人次不同程度受灾,因灾死亡57人,农作物受灾面积1174.5千公顷,直接经济损失117.3亿元。

强对流天气的多种灾害性天气经常混合出现,其中,雷暴大风是指伴随强雷暴天气而出现的强烈短时大风,即在电闪雷鸣时出现风力大于8级的瞬时大风,主要表现为由下沉气流引起的向四周辐散的近地面爆发性气流,常造成大树连根拔起、建筑物倒塌、农作物倒伏,造成重大人员伤亡和经济损失。

我国雷暴大风的气候学特征显示,青藏高原是雷暴大风最集中的地区,华北北部、新疆西部、陕西北部、江南北部为次多发区。雷暴大风季节变化特征明显,3至5月青藏高原中东部、云贵高原和江南地区是多发区;日变化也很明显,发生频次最主要时段是14至20时,最少是2至8时。

为何仍是世界性科学难题?

雷暴是积雨云的产物,积雨云发展迅速、云体高大。相对于只伴有阵雨的一般雷暴,强雷暴伴有大风、冰雹、龙卷等,其形成所需大气热量、动量和外界抬升力都更激烈。从雷暴大风的直接致灾天气系统看,中小尺度对流系统是造成短时强降水、雷雨大风和龙卷等灾害性天气的重要系统。

天气系统按其空间、时间尺度,可分为大尺度、中尺度和小尺度三类。我们日常接触到的气旋,如春季沙尘暴;反气旋,如华北夏季桑拿天;锋面,如江淮梅雨、云贵高原阴雨,以及台风等,都是大尺度天气系统。水平尺度在几百至几千千米、生命期长达一天至几天,其动力和热力特征通常用经典流体力学方程描述,因而常规气象观测仪器较容易捕获其生成、发展和消亡(以下简称生消)的信号。

强雷暴属于中小尺度天气系统,其水平尺度在几十米至二三百千米、生命期约为几分钟至十几小时。中小尺度对流系统酝酿、发生、发展和消亡的物理过程,受制于大尺度系统的演变以及环境、大气等物理条件的影响,它们既可能是由大尺度系统演变而来,也可能是由局地中尺度环流演变而来。

由于短时强降水、雷暴大风、冰雹和龙卷发生的物理条件阈值有很大重叠,即使可预见强对流天气发生,如何进一步区分仍非常困难。强对流一旦发生,将剧烈改变周围大气的物理条件,与环境大气形成相互作用,可能诱发新的雷暴生消。因而,研究雷暴大风直接致灾系统的生消机理及其所致灾害性天气的复杂性和地域性,仍是世界性科学难题。

强对流天气可以看作大中小尺度系统相互影响的聚集体,其内部结构演变和生消移动难以监测和预判;而各气象台站间隔大于强雷暴、龙卷风等中小尺度系统的空间尺度,好比渔网捕鱼,网眼稍大即漏掉大虾。因此,天气预报是概率科学,没有确定性答案。

预警为何会被认为是“狼来了”?

那么,如何评判灾害性天气预警的可信度?

从强对流天气预警角度看,强对流天气预报是受大尺度和中小尺度相互影响的科学问题,分别对应潜势预报和分类/临近预报。潜势预报通过预测大尺度系统演变规律,由中央气象台提前几小时到几天制作和发布天气预报,说明强对流天气的大致时间、区域、类型和强度。其可信度很高,但不够精准。

分类/临近预报因中小尺度天气系统生命期只有几分钟至几小时,且时间不等人,由省市县三级气象台独立制作和发布,针对强对流天气的几种灾害性天气现象,分别滚动发布蓝、黄、橙、红色预警信号。

发布大风橙色预警,意味着6小时内平均风力可达10级以上,或阵风13级以上。这意味着所在区域但不是每个个体所在位置的每个时刻,都一直有吹晃特快列车的风灾。如对此有误解,便会造成预警是“狼来了”的错误认知。

虽然雷暴大风等强对流天气预警非常困难,但随着卫星、雷达、加密地面观测等观测手段,以及高时空分辨率数值预报模式的应用,我国强对流天气的预报能力、防范预警和监测预报水平迅速提升。

对公众而言,应对灾害性天气,需要了解预警知识,找好躲避场所;在收到地方级预警信号时,严格遵守防御指南。对政府而言,在强对流天气多发地区和季节,应提前协调应急管理预案,向公众普及防御知识;提高预警能力,减少人员伤亡和财产损失。

(作者系南京信息工程大学大气科学学院教授)

(原题:如何看待强对流天气预警的可信度

《中国科学报》 (2024-04-03 第1版 要闻)
 
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