强对流天气中的“隐身攻击强者”

2023-04-07 06:00:18王金欣
科学24小时 2023年4期
关键词:暴流天气现象强风

王金欣

2022年7月16日,浙江省宁波市奉化区翡翠湾1艘休闲渔船停靠在码头,突然出现雷雨大风、短时暴雨和强雷电等强对流天气,过程最大瞬时风力达12级,最终造成渔船及引桥被吹翻,7人遇难。公布的调查报告称,此次渔船翻沉是由突发罕见的强对流天气——下击暴流带来的强风暴雨所致。说到这里,很多人肯定已经一头雾水了:下击暴流这个高冷又拗口的专业术语,是什么鬼东西?气象部门为何不能提前预报呢?

无论是下击暴流,还是飑线,在气象学上都统称为“强对流天气”。一般常见的强对流天气还有雷暴、龙卷风和冰雹等,之所以把它们合并起来起了这个统一的名字,就是因为气象学家发现,这些天气现象都存在一个共同特点,那就是当它们发生时大气都存在着强烈的垂直对流。

我们的日常生活中就存在垂直对流。在烧开水的时候,我们通常会发现,当加热到一定程度,水壶里面的水就会“咕嘟咕嘟”地冒泡泡,这个时候水壶中就发生了空气垂直对流。

下击暴流作为强对流天气中的一员,其杀伤力不容小觑,甚至可能给我们带来致命伤害。

根据《大气科学辞典》的解释,下击暴流是一股在地面或地面附近引起辐射型灾害性大风的强烈下沉气流,它多产生于发展成熟的强雷暴云之中。发生时,通常表现为一束强烈的气流从天空冲向地面,就好比一个悬挂在空中的水龙头向下喷洒。接触地面后,气流会向四面八方扩散,如同水倒到地上水花四溅一样。但一般以向雷暴云前进方向扩散为主,产生一股与地面平行的强风,且越接近地面风速越大,最大风力可达15级,范围可影响方圆几千米。

下击暴流曾是多起空难的“杀手”

在航空领域,下击暴流是大名鼎鼎的“空难杀手”,对于位于低空正在起降的飞机影响尤甚。

1975年6月,美国东方航空的一架波音飞机准备在纽约肯尼迪国际机场降落时,突遭下击暴流后迅速坠毁,导致113人死亡,11人受伤。1982年7月,美国莫伊圣特国际机场一架刚刚起飞的客机遭遇低空下击暴流后失事,机上145人无一人幸存。

下击暴流是导致风切变的一种重要的灾害性天气现象,飞机起飞和着陆在飞越下击暴流时,通常会遭遇逆风切变、顺风切变、侧风切变和垂直风切变4种风切变。飞机飞过下击暴流时,会先感受到一阵强烈的逆风,随后遇到垂直向下的强风,最后是顺风。在整个过程中,飞机就像一只闯入强风中的小飞虫,因为风速过快而偏离航道,也会因风速变化而失控,导致飞机急剧下降,坠落地面。可以说,下击暴流是飞行员都惧怕的“杀手”。

下击暴流不仅威胁飞机的飞行安全,而且它在接触地面后所影响的区域内可能会出现超过8级的瞬时地面大风,其最大地面风速可达15级,相当于超强台风。若它发生在陆地上,会让农作物倒伏、树木折断,甚至房屋倒塌;发生在水面上,就可能掀翻船只。下击暴流也是造成2015年长江“东方之星号”客轮沉船的天气原因。

人们在对下击暴流天气进行判定时,经常会把它和龙卷风混淆。龙卷风的知名度相较于下击暴流,可要高出很多,且龙卷风和下击暴流存在很多相似之处,两者都是破坏力极强的小尺度天气现象,生成和消亡迅速,持续时间由十几分钟到几小时不等,都可以带来8级以上的极大风速。但是,这两种天气现象还是存在很大区别的。

首先,两者的形成机理不同,甚至可以说是相反的。龙卷风中的气流边旋转边上升,是由强大的垂直向上的抽吸气流形成的,其中心的气压可以比周围气压低10%。而下击暴流在地面上则是一个雷暴高压,简单地说,下击暴流可以看作倒置的龙卷风。

其次,两者形成的风的特点不同。龙卷风的走势是旋转性的强风一边旋转一边向前移动。而下击暴流的地面气流是向外辐散,形成的风则是直线型大风。

最后,龙卷风与下击暴流的尺度也不相同。龙卷风的尺度要小得多,只有几十米到百米,持续时间只有数分钟到几十分钟。而下击暴流的尺度可达几千米,相对较大,持续时间也较长。

所以,要区分两者,就需要在灾害发生后,在现场进行详细调查。通过调查树木倒伏的方向来判断是下击暴流还是龙卷风,一般来说下击暴流导致树木倒伏的方向更具统一性。

除了龙卷风之外,和下击暴流经常“纠缠”在一起的,还有飑线。气象学上对于飑线的解释是:范围小、生命史短、气压和风发生突变的狭窄强对流天气带。飑线来临时会出现风向突变、风力急增、气压猛升、气温骤降等强天气现象,以致猝不及防,造成灾害。从天气雷达图上看,飑线就像糖葫芦一样,穿起了一串雷暴或积雨云。在飑线附近,除了风、气压、气温的猛烈变化外,通常还可能伴有雷电、暴雨、冰雹和龙卷风等剧烈的强对流天气。

可能很多人要问,如此恐怖的灾害性天气,气象部门能不能预报,让大家提前防范呢?

下击暴流、飑线、龙卷风等强对流天气是目前气象预报中的一个世界性难题,世界各国都没有成熟的预报方法。比如,我们可以预报某个城市未来三天可能会发生强对流天气,但是无法预测会在哪些地区发生。这是由强对流天气自身的三个特点造成的。

首先,强对流天气发生的局地性强,“捕捉”难度大。冷空气和台风天气过程均属于大尺度天气系统,影响范围在几百千米甚至几千千米之内。而强对流天气的活动空间范围有限,影响范围只有几千米到几十千米。因此,从雷达监测上看,就是几个像素点,好比“大网捞小鱼”,很难捕捉到。

其次,强对流天气突发性强。可能刚刚还是晴空万里,转眼就是电闪雷鸣,其生命史也相对短暂。像下击暴流的影响时间有时只有几分钟,雷暴天气持续的时间不过一两个小时。因此要提前24小时或者48小时预报局地强对流天气是非常困难的。

美国亚利桑那州菲尼克斯附近的下击暴流

最后,强对流天气形成的原因很复杂。强对流天气的生成和发展受高空槽和低空切变的影响比较大,上空大气的垂直不稳定因素多,所以监测和预报强对流天气的难度非常高。不仅是我国,从世界各国来看,对于强对流天气的信息掌握也都不够全面,想对这种天气进行精准预测存在着极大的难度。

目前,气象部门一般能提前30分钟对強对流天气进行预报,随后迅速、及时地通过各类公共途径向社会发布预警信息,所以在强对流天气的高发季节,公众及相关行业应密切关注气象部门发布的雷电、大风等强对流天气的预警信号,及时采取防护措施。

如果强对流天气即将发生,那么,我们可从三方面进行重点防范:首先,有龙卷风以及其他大风出现时,要远离易折断的树木、广告牌和危房等,选择待在坚固的房屋里躲避;其次,应立即停止露天活动和高空作业等户外危险行为,处在危险地带的人员和危房中的居民应尽快转移到避风场所,妥善安置好易受大风影响的室外物品;最后,如遇雷电,不要待在空旷的环境中,应尽快躲避到有避雷设施的建筑物里。农村地区可采取的临时避灾措施有:寻找地势较低的地方蹲下,不要将锄头扛在肩膀上,远离高压电线,等等。若雷电较为剧烈,有条件的也可躲进车里,既避雨也能避雷。

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