中美两国龙卷灾害对比简析

程 亮 元慧慧 高耀庭

龙卷（又称龙卷风）一般产生于强对流风暴内部，由风暴云底向下伸展到地面，进一步发展为漏斗状云，从而生成小范围空气涡旋，其中心最大风速可达100～200米/秒，直径一般为几米到几百米。龙卷生消迅速，常与雷暴、飑线、冰雹和短时强降雨等强对流天气相伴出现，易造成重大的人员伤亡和财产损失，是应予高度重视的一种强烈的灾害性天气现象。

形成龙卷有三个必要条件：对流层明显的位势不稳定，上干下湿的水汽垂直分布和强的垂直切变。纵观全球，无论是从生成机制、地理环境，还是历史统计数据来看，中纬度地区也就是南北纬20°～50°范围，是最容易形成龙卷的区域。

中国和美国同为中纬度地区的国土面积大国，都具有龙卷生成区域典型分布等特点，但在龙卷生成个数和强龙卷个数上还是有着显著差别。

受客观条件所限，现有的观测手段很难获取到龙卷的真实风速、内部气压等气象要素数据。龙卷的最大风力和强度的判断，大都是通过灾后调查估计或多普勒天气雷达近距离观测估算得出。中美两国现行的业务规范里都采用“增强藤田级别”(Enhanced Fujita Scale，EFScale)，用来在灾后现场估计和界定龙卷强度，其中EF0（风速29～37m/s）和EF1（风速38～49m/s）级龙卷属于弱龙卷，EF2（风速50～60m/s）至EF3（风速61～73m/s）级龙卷属于强龙卷，EF4（风速74～90m/s）和EF5（风速大于90m/s）级龙卷属于超强龙卷。

美国是全球范围内发生龙卷灾害最多的国家，平均每年有记录的龙卷数量超过1 000个。美国龙卷强度大部分都比较弱，有将近八成的龙卷强度在EF0至EF1级，2%左右的龙卷强度在EF3级以上，EF5级超强龙卷比例只有1‰左右。也就是说，若美国每年有1 000个龙卷发生，大约只有20个龙卷达到EF3级别及以上，1个龙卷强度级别达到EF5。美国有两个龙卷灾害高发区域：一个是美国南部靠近墨西哥湾区附近的几个州，包含佛罗里达州、密西西比州和路易斯安纳州等地；另一个是美国中南部的“龙卷走廊”（Tornado Alley），这个特殊区域一般是指美国中部大平原的一条狭长地带，包含得克萨斯州、俄克拉荷马州、堪萨斯州以及内布拉斯加州等地，约四成的EF3级及以上的强龙卷都发生在这个区域。

由于我国龙卷灾害的观测和研究起步较晚，专业资料的储备不太齐备，很多的龙卷记录有缺失和不完整的情况，有些灾情记录的内容也太不完善，客观上会造成可供研究的样本数低于实际龙卷产生数的局面。根据1949年以后的相关记录来看，我国年平均生成龙卷100个上下，总数大约只有美国的1/10，主要分布于我国东部和沿海地区，尤其以华东、华中以及华南的平原地区、东南部等平原地区；江苏、湖北、湖南、山东和上海为前五名，占强龙卷总发生数的一半以上，其中江苏次数最多，占比高达22%。上述龙卷高发区域大多地势平坦，临江靠海，域内水网水系密集，跟美国“龙卷走廊”类似，具有对龙卷发生有利的热力、动力和下垫面条件。

美国对龙卷的研究开展较为广泛和深入，在前沿理论探索、实验室建模、中小尺度数值模式开发和仿真模拟研究等方面具有明显先发优势；美国也开展了很多大型外场观测试验，其包括新一代天气雷达在内的龙卷观测设备也在不断发展和改进中。中国由于发生龙卷的数量偏少、关注度不高，还处于起步阶段，但是近几年出现了类似江苏盐城“623”等多次强龙卷灾害，从而提高了社会对龙卷的认识度和关注度，进而促进学者们加深对龙卷的研究，同时也进一步推动中国在龙卷的观测设备以及监测预报预警业务水平上都有所进展。