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強(qiáng)對(duì)流天氣致人死亡,預(yù)警是不是“狼來(lái)了”?

氣候變化與氣象災(zāi)害-南信大
南京信息工程大學(xué)氣候變化與氣象災(zāi)害聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室全國(guó)科普教育基地
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近日,我國(guó)南方地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)。自3月30日6時(shí)起,中央氣象臺(tái)連續(xù)4天發(fā)布強(qiáng)對(duì)流預(yù)警。3月31日凌晨,江西南昌突發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣,最大風(fēng)力達(dá)11級(jí),已致當(dāng)?shù)?人死亡、10余人受傷。

那么,什么是強(qiáng)對(duì)流天氣?能否對(duì)其精確預(yù)警?預(yù)警的可信度又有幾分?
什么是強(qiáng)對(duì)流天氣?

強(qiáng)對(duì)流天氣是指出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)、冰雹和龍卷等現(xiàn)象的災(zāi)害性天氣,一般具有范圍小、發(fā)展快、移速快等特點(diǎn)。強(qiáng)對(duì)流天氣破壞力極大,天氣預(yù)報(bào)經(jīng)常對(duì)應(yīng)有“局地”“瞬時(shí)”等限定詞。
國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)委員會(huì)辦公室、應(yīng)急管理部發(fā)布的2023年全國(guó)自然災(zāi)害基本情況顯示,2023年我國(guó)共出現(xiàn)33次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程,共觀測(cè)記錄到26個(gè)龍卷風(fēng),其中強(qiáng)龍卷風(fēng)9次;風(fēng)雹災(zāi)害(雷暴大風(fēng)、冰雹和龍卷等)共造成605.3萬(wàn)人次不同程度受災(zāi),因?yàn)?zāi)死亡57人,農(nóng)作物受災(zāi)面積1174.5千公頃,直接經(jīng)濟(jì)損失117.3億元。
強(qiáng)對(duì)流天氣的多種災(zāi)害性天氣經(jīng)?;旌铣霈F(xiàn),其中,雷暴大風(fēng)是指伴隨強(qiáng)雷暴天氣而出現(xiàn)的強(qiáng)烈短時(shí)大風(fēng),即在電閃雷鳴時(shí)出現(xiàn)風(fēng)力大于8級(jí)的瞬時(shí)大風(fēng),主要表現(xiàn)為由下沉氣流引起的向四周輻散的近地面爆發(fā)性氣流,常造成大樹(shù)連根拔起、建筑物倒塌、農(nóng)作物倒伏,造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
我國(guó)雷暴大風(fēng)的氣候?qū)W特征顯示,青藏高原是雷暴大風(fēng)最集中的地區(qū),華北北部、新疆西部、陜西北部、江南北部為次多發(fā)區(qū)。雷暴大風(fēng)季節(jié)變化特征明顯,3至5月青藏高原中東部、云貴高原和江南地區(qū)是多發(fā)區(qū);日變化也很明顯,發(fā)生頻次最主要時(shí)段是14至20時(shí),最少是2至8時(shí)。
為何仍是世界性科學(xué)難題?

雷暴是積雨云的產(chǎn)物,積雨云發(fā)展迅速、云體高大。相對(duì)于只伴有陣雨的一般雷暴,強(qiáng)雷暴伴有大風(fēng)、冰雹、龍卷等,其形成所需大氣熱量、動(dòng)量和外界抬升力都更激烈。從雷暴大風(fēng)的直接致災(zāi)天氣系統(tǒng)看,中小尺度對(duì)流系統(tǒng)是造成短時(shí)強(qiáng)降水、雷雨大風(fēng)和龍卷等災(zāi)害性天氣的重要系統(tǒng)。
天氣系統(tǒng)按其空間、時(shí)間尺度,可分為大尺度、中尺度和小尺度三類(lèi)。我們?nèi)粘=佑|到的氣旋,如春季沙塵暴;反氣旋,如華北夏季桑拿天;鋒面,如江淮梅雨、云貴高原陰雨,以及臺(tái)風(fēng)等,都是大尺度天氣系統(tǒng)。水平尺度在幾百至幾千千米、生命期長(zhǎng)達(dá)一天至幾天,其動(dòng)力和熱力特征通常用經(jīng)典流體力學(xué)方程描述,因而常規(guī)氣象觀測(cè)儀器較容易捕獲其生成、發(fā)展和消亡(以下簡(jiǎn)稱(chēng)生消)的信號(hào)。
強(qiáng)雷暴屬于中小尺度天氣系統(tǒng),其水平尺度在幾十米至二三百千米、生命期約為幾分鐘至十幾小時(shí)。中小尺度對(duì)流系統(tǒng)醞釀、發(fā)生、發(fā)展和消亡的物理過(guò)程,受制于大尺度系統(tǒng)的演變以及環(huán)境、大氣等物理?xiàng)l件的影響,它們既可能是由大尺度系統(tǒng)演變而來(lái),也可能是由局地中尺度環(huán)流演變而來(lái)。
由于短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)、冰雹和龍卷發(fā)生的物理?xiàng)l件閾值有很大重疊,即使可預(yù)見(jiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生,如何進(jìn)一步區(qū)分仍非常困難。強(qiáng)對(duì)流一旦發(fā)生,將劇烈改變周?chē)髿獾奈锢項(xiàng)l件,與環(huán)境大氣形成相互作用,可能誘發(fā)新的雷暴生消。因而,研究雷暴大風(fēng)直接致災(zāi)系統(tǒng)的生消機(jī)理及其所致災(zāi)害性天氣的復(fù)雜性和地域性,仍是世界性科學(xué)難題。
強(qiáng)對(duì)流天氣可以看作大中小尺度系統(tǒng)相互影響的聚集體,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)演變和生消移動(dòng)難以監(jiān)測(cè)和預(yù)判;而各氣象臺(tái)站間隔大于強(qiáng)雷暴、龍卷風(fēng)等中小尺度系統(tǒng)的空間尺度,好比漁網(wǎng)捕魚(yú),網(wǎng)眼稍大即漏掉大蝦。因此,天氣預(yù)報(bào)是概率科學(xué),沒(méi)有確定性答案。
預(yù)警為何會(huì)被認(rèn)為是“狼來(lái)了”?

那么,如何評(píng)判災(zāi)害性天氣預(yù)警的可信度?
從強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警角度看,強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)是受大尺度和中小尺度相互影響的科學(xué)問(wèn)題,分別對(duì)應(yīng)潛勢(shì)預(yù)報(bào)和分類(lèi)/臨近預(yù)報(bào)。潛勢(shì)預(yù)報(bào)通過(guò)預(yù)測(cè)大尺度系統(tǒng)演變規(guī)律,由中央氣象臺(tái)提前幾小時(shí)到幾天制作和發(fā)布天氣預(yù)報(bào),說(shuō)明強(qiáng)對(duì)流天氣的大致時(shí)間、區(qū)域、類(lèi)型和強(qiáng)度。其可信度很高,但不夠精準(zhǔn)。
分類(lèi)/臨近預(yù)報(bào)因中小尺度天氣系統(tǒng)生命期只有幾分鐘至幾小時(shí),且時(shí)間不等人,由省市縣三級(jí)氣象臺(tái)獨(dú)立制作和發(fā)布,針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的幾種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象,分別滾動(dòng)發(fā)布藍(lán)、黃、橙、紅色預(yù)警信號(hào)。
發(fā)布大風(fēng)橙色預(yù)警,意味著6小時(shí)內(nèi)平均風(fēng)力可達(dá)10級(jí)以上,或陣風(fēng)13級(jí)以上。這意味著所在區(qū)域但不是每個(gè)個(gè)體所在位置的每個(gè)時(shí)刻,都一直有吹晃特快列車(chē)的風(fēng)災(zāi)。如對(duì)此有誤解,便會(huì)造成預(yù)警是“狼來(lái)了”的錯(cuò)誤認(rèn)知。
雖然雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警非常困難,但隨著衛(wèi)星、雷達(dá)、加密地面觀測(cè)等觀測(cè)手段,以及高時(shí)空分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)模式的應(yīng)用,我國(guó)強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)能力、防范預(yù)警和監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平迅速提升。
對(duì)公眾而言,應(yīng)對(duì)災(zāi)害性天氣,需要了解預(yù)警知識(shí),找好躲避場(chǎng)所;在收到地方級(jí)預(yù)警信號(hào)時(shí),嚴(yán)格遵守防御指南。對(duì)政府而言,在強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)地區(qū)和季節(jié),應(yīng)提前協(xié)調(diào)應(yīng)急管理預(yù)案,向公眾普及防御知識(shí);提高預(yù)警能力,減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。