龍卷風(fēng)是一種氣旋,常常發(fā)生于夏季的雷雨天氣時,尤以下午至傍晚最為多見。龍卷風(fēng)的直徑一般在10多米到數(shù)百米之間,極少數(shù)直徑大的可達(dá)1000米以上。龍卷風(fēng)持續(xù)時間一般為幾分鐘,最長不超過數(shù)小時。龍卷風(fēng)的風(fēng)力特別大,在中心附近的風(fēng)速可達(dá)100~200米/秒。由于這種高速風(fēng)力,龍卷風(fēng)的破壞力極強(qiáng),風(fēng)過之處拔起大樹、掀翻車輛、摧毀建筑物,把人卷吸走。
各國和中國的龍卷風(fēng)
世界上龍卷風(fēng)發(fā)生次數(shù)最多的國家是美國,每年出現(xiàn)的龍卷風(fēng)大約有1500~1600次,加拿大、墨西哥、英國、意大利、澳大利亞、新西蘭、日本和印度等國發(fā)生龍卷風(fēng)的機(jī)會也很多。
中國的龍卷風(fēng)較少,每年最多也就十幾次。中國龍卷風(fēng)主要發(fā)生在華南和華東地區(qū),此外,龍卷風(fēng)還經(jīng)常出現(xiàn)在南海的西沙群島上。發(fā)生在中國的龍卷風(fēng)強(qiáng)度不及美國大,但在強(qiáng)風(fēng)力和氣壓差的共同作用下,也可將所到之處的建筑摧毀并卷走。
今年夏季,龍卷風(fēng)頻頻襲擊中國大地,造成不少損失。2013年7月5日新疆伊犁昭蘇縣薩爾闊布鄉(xiāng)遭受百年未遇特大龍卷風(fēng),造成376戶、1693人受災(zāi),受傷29人,重傷2人,30根電線桿倒塌,450棵大樹刮斷,電信、電力設(shè)施受到嚴(yán)重?fù)p害。2013年7月7日,江蘇高郵市卸甲鎮(zhèn)、三垛鎮(zhèn)、司徒鎮(zhèn)遭遇龍卷風(fēng)襲擊。災(zāi)后統(tǒng)計(jì),共有400余戶受災(zāi),1100多間房屋受損,50多人受傷,其中7人重傷。
中國國家氣象局對1949年至1990年中國發(fā)生的較大龍卷風(fēng)的統(tǒng)計(jì)表明,共有97次龍卷風(fēng)造成了人員傷亡和巨大財(cái)產(chǎn)損失。
龍卷風(fēng)是如何產(chǎn)生的
龍卷風(fēng)實(shí)質(zhì)上就是災(zāi)害等級最高、破壞力最強(qiáng)的強(qiáng)對流天氣。由于龍卷風(fēng)的發(fā)生與強(qiáng)烈雷暴的出現(xiàn)密切相關(guān),所以龍卷風(fēng)一般在暖季出現(xiàn)。但在沒有雷暴的寒冷季節(jié)里,只要具備強(qiáng)烈對流的條件,也可以出現(xiàn)龍卷風(fēng)。
龍卷風(fēng)影響范圍從數(shù)米到上百千米,所到之處萬物遭劫。龍卷風(fēng)漏斗狀中心由吸起的塵土和凝聚的水氣組成可見的“龍嘴”。在海洋上,類似的景象稱為海上龍卷風(fēng)。大多數(shù)龍卷風(fēng)在北半球是逆時針旋轉(zhuǎn),在南半球是順時針旋轉(zhuǎn),但也有例外情況。龍卷風(fēng)形成的確切機(jī)理仍在研究中,一般認(rèn)為是與大氣的劇烈活動有關(guān)。
由于龍卷風(fēng)大多發(fā)生在春天和夏天,研究人員認(rèn)為,造成龍卷風(fēng)出現(xiàn)的氣象條件有兩種。一是大氣低層有相當(dāng)溫暖潮濕的空氣。在龍卷風(fēng)出現(xiàn)前,天氣特別悶熱潮濕,使人感到沉悶壓抑。二是大氣中層空氣干冷,這就形成強(qiáng)烈的潛在不穩(wěn)定空氣。在形成了這兩個條件后,如果再有低壓、鋒面、臺風(fēng)等天氣系統(tǒng)移近時,就可觸發(fā)空氣中不穩(wěn)定能量大量連續(xù)不斷釋放,最后形成龍卷風(fēng)。
龍卷風(fēng)是一個猛烈旋轉(zhuǎn)著的圓形空氣柱,它的上端與雷雨云相接,下端有的懸在半空中,有的直接延伸到地面或水面,一邊旋轉(zhuǎn),一邊向前移動。龍卷風(fēng)發(fā)生在海上,猶如“龍吸水”,龍卷風(fēng)出現(xiàn)在陸地上,則卷走一切,稱為“陸龍卷”。
龍卷風(fēng)一般起源于雷雨云。在雷雨云里,空氣擾動十分厲害,上下溫差懸殊。在地面,氣溫是攝氏二十幾度,越往高空,溫度越低。在積雨云頂部8000多米的高空,溫度低到攝氏零下三十幾度。這就造成上面極冷的氣流急速下降,下面極熱的空氣猛烈上升。上升氣流到達(dá)高空時,如果遇到很大的水平方向的風(fēng),就會迫使上升氣流倒掛,即向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
由于上層空氣對下層上升空氣交替擾動,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用,形成許多小渦旋,此后小渦旋逐漸擴(kuò)大,上下激蕩越來越強(qiáng)烈,終于形成大渦旋。大渦旋先是繞水平軸旋轉(zhuǎn),形成一個呈水平方向的空氣旋轉(zhuǎn)柱。然后,這個空氣旋轉(zhuǎn)柱的兩端漸漸彎曲,并且從云底慢慢垂了下來。對積雨云前進(jìn)的方向來說,從左邊伸出氣旋的叫“左龍卷”,從右邊伸出氣旋的叫“右龍卷”;前者順時針旋轉(zhuǎn),后者逆時針旋轉(zhuǎn)。
龍卷風(fēng)的壽命較短促,往往只有幾分鐘到幾十分鐘,最多不超過幾小時。龍卷風(fēng)的破壞力主要是由其風(fēng)速的大小來決定,衡量龍卷風(fēng)風(fēng)速現(xiàn)在采用藤田級數(shù),可劃分為EF0至EF5級。最高的EF5級風(fēng)速可高達(dá)每秒142米,最小的EF0級可小于每秒30米。
如何預(yù)防和逃生
現(xiàn)在,美國預(yù)防龍卷風(fēng)的重要手段是觀察和提前預(yù)報(bào)。而在觀察手段中,多普勒雷達(dá)是比較有效和常用的一種觀測儀器。多普勒雷達(dá)可以對準(zhǔn)龍卷風(fēng)發(fā)出微波束,微波信號被龍卷風(fēng)中的碎屑和雨點(diǎn)反射后重新被雷達(dá)接收。如果龍卷風(fēng)遠(yuǎn)離雷達(dá)而去,反射回的微波信號頻率將向低頻方向移動;反之,龍卷風(fēng)越來越接近雷達(dá),則反射回的信號向高頻方向移動。這種現(xiàn)象被稱為多普勒頻移。接收到信號后,雷達(dá)操作人員就可以通過分析頻移數(shù)據(jù),計(jì)算出龍卷風(fēng)的速度和移動方向。今年5月20日,美國俄克拉荷馬州龍卷風(fēng)在到達(dá)俄克拉荷馬州的穆爾市之前的預(yù)報(bào)就是依賴多普勒雷達(dá)觀察和直升機(jī)拍攝到的圖像而做出的。
就目前而言,美國氣象局對風(fēng)暴的預(yù)報(bào)有兩種模式。一種是國家級的密切注意,是在風(fēng)暴之前數(shù)小時或數(shù)天發(fā)布預(yù)警,這個模式主要是預(yù)報(bào)嚴(yán)重風(fēng)暴正在形成過程中;另一種模式是美國各地的預(yù)報(bào),是預(yù)報(bào)旋風(fēng)和龍卷風(fēng)已經(jīng)形成及其走向,一般提前8~10分鐘預(yù)報(bào),好的話可提前10多分鐘至20分鐘。現(xiàn)在先進(jìn)雷達(dá)的應(yīng)用已經(jīng)能夠讓氣象預(yù)報(bào)員在龍卷風(fēng)到達(dá)之前15分鐘確定它的位置。但是,龍卷風(fēng)的形成一般都很快,而且其形成比較混亂,要精確預(yù)報(bào)也比較困難,有時預(yù)報(bào)的錯誤率也高達(dá)70%。
氣象專家認(rèn)為,如果公眾能及時獲得正確的預(yù)警和預(yù)報(bào)信息,同時被告知應(yīng)采取什么樣的正確行動,他們在面對危險(xiǎn)時所采取的正確行為就會增加。在龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)發(fā)布后,只要采取正確的步驟和行動就可以挽救人們的生命。
要做到這一點(diǎn),在龍卷風(fēng)高發(fā)地區(qū)平時就要對公眾傳播如何躲避龍卷風(fēng)的知識。美國氣象局發(fā)言人克里斯·萬卡羅說,一旦龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)發(fā)出后,公眾要采取的就是保護(hù)生命的迅速行動,例如轉(zhuǎn)移到地下室或一幢建筑的最下層,并且戴上橄欖球帽或摩托車頭盔。
龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)之后該如何躲避呢?美國氣象局提供了一些躲避龍卷風(fēng)的建議:
在家時要遠(yuǎn)離門、窗和外圍墻壁,最好是躲到地下室,如果沒有地下室,則要呆在房屋的最低一層,并匍伏在地上,保護(hù)好自己的頭部。小房間比大房間安全,要離開危險(xiǎn)房或活動房。在室外,如果附近無屏障,則應(yīng)平伏于低地或凹地處,要遠(yuǎn)離大樹,以免被砸、被壓;在公共場所,應(yīng)向指定地點(diǎn)疏散。最好的掩蔽場所是低洼的地方;駕、乘車外出遇到龍卷風(fēng)是最危險(xiǎn)的,應(yīng)立即把汽車停在低地。千萬不要開車躲避龍卷風(fēng),也不能停車躲在汽車中,應(yīng)當(dāng)下車伏在低地或凹地處,因?yàn)槠囉龅烬埦盹L(fēng)時幾乎沒有防御能。
防范龍卷風(fēng)的另一個做法是,建筑房屋時,加固房屋,這會有助于防止龍卷風(fēng)過境時吹毀房屋,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。