气象工作者分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xuxfyuwp

博文

于求实处见真功---再谈龙卷风(2014-01-06)

已有 3097 次阅读 2014-7-16 13:01 |个人分类:文章|系统分类:科研笔记| style, 龙卷风, 长江中下游, 北京通州, 培训学院

2012年7月21日在北京落下的一场暴雨,造成京城大面积被淹,多人伤亡和严重经济损失,在国内外引起广泛关注。对这次天气过程,讨论比较多了,我也曾在博客中提及过,已是过去的事,本没有再写的意愿。因上篇博客谈到了美国的龙卷风,有人问我中国龙卷风的情况,中国的龙卷风没有美国那么多,但每年在长江中下游、华南等地还是常有发生,但我还是想到了2012年北京那场暴雨,想再谈谈其中与龙卷有关的一些事。

 

记得“721”暴雨发生后不久,收到培训学院俞小鼎教授发来的几张图和一些文字,认为伴随这场暴雨在北京通州发生了龙卷风。我看后还给他回了信息,问是否能根据雷达和风廓线探测资料就可以确定是龙卷风。他不久后又回复我,认为“根据目击描述和雷达回波特征基本可以确定是龙卷。”

 

小鼎教授发来的信息除一些图表外,主要文字包括如下一些内容:

2012年7月21日13点50分北京通县张家湾F1级龙卷。

7月21日13时50分左右,通州区张家湾镇枣林庄村,一处1200平方米的建筑工地库房被大风夷为平地,超过70米长的墙壁均被大风掀垮。大风掀起的房屋顶棚砸到5人,其中2人当场死亡,其余3人伤情不太严重。

此次受灾最严重的是枣林庄村和大辛庄村。在大辛庄村,沿着张凤路,数百米的路段上,近10棵大树被风刮倒,消防官兵和救援人员正在对一棵倒在公路上的大树进行截锯和搬离,大树倒地时碰到电线,电线杆拦腰折断。

“像龙卷风,彩钢板、泡沫、塑料袋都被卷了起来,盘旋着往上升,不一会儿风口转移,那些杂物又掉了下来。”枣林庄村村民张女士称。

“我觉得肯定是龙卷风,不然破坏力没那么大。”同村的陈大爷说,龙卷风是从大辛庄村南边往北移动,但并未按照直线移动,拐了几个弯就移到隔壁的枣林庄村。

对流有效位能CAPE超过2000j/k, 0-6km垂直风切变超过20m/s,有利于超级单体生成。

2012年7月21日13点50分发生在北京通州区张家湾的大风事件的确是一次龙卷事件。

对流有效位能CAPE超过2000j/k, 0-6km垂直风切变超过20m/s,有利于超级单体生成。

 

小鼎教授的信息应该说够详细了,因我对龙卷风也没有做过研究,就没再细究追问,但心里还是将信将疑,毕竟没有看到美国追风者拍到的那种实况影像记录。

 

今年12月初在云南昆明召开了“2013年海峡两岸气象科学技术研讨会”,一位同事参会回来后告诉我北京大学的孟智勇教授在会上较详细地介绍了北京“721”暴雨时发生龙卷的情况,又引起了我的兴趣,便到气象学会要来了孟教授的PPT文稿 ,认真浏览了一遍。因是幻灯片,有些细节不是很具体,但却意外地被孟教授工作中体现出的科学精神感动了。

 

龙卷风属于中小尺度 天气系统,一般只有几百米到几公里,常规的天气观测网是很难捕捉到的。利用多普勒雷达可以获取一些有价值的信息,利用风向风速进行分析,做出初步判断。但若想做更深入的研究,需设法获取更多的资料,特别是现场发生了什么,实况信息至关重要。一般情况,气象业务人员,或相关的灾害管理部门在做灾情调查时会到现场做些核查,但多数情况会是从灾害损失角度去调研,与科研需求有所不同。

 

大气科学是一门实践性很强的学问,不亲自尝尝梨子,对有些问题的滋味就很难体会到。特别是对那些与局地条件密切相关的系统,发生在很小的范围内,不同的地形、地表条件,位于天气系统的不同位置等,会有完全不同的表现。不了解这些差别,就难以做出符合实际的分析和判断。

 

孟智勇教授工作的精彩之处体现在细致的现场调研上,对情况掌握之详细,超出了我的预料。龙卷风时空尺度小,风雨强,移速快,有效监测存在相当难度,如能根据所掌握的变化规律,事后现场调研分析应是有迹可寻的,关键是要用心去做。

 

从智勇教授的分析结果看,有些结论无需到现场就可以得出,如多普勒雷达分析,数值模拟分析等。但系统的气象影响和灾情,则是必须深入实际才能获取的。智勇与当地村民的合影照留下了质朴的现场画面,此时的教授完全没有了位于名牌大学宝塔深处的学究味,用句时髦的话说:很接地气。


一张约10几公里长的狭窄风场分布图显示了龙卷风从生成到消亡留下的移动踪迹,仅看这张图,不管是否能得出发生过龙卷风的结论,对小尺度强天气过程的影响方式和结果可得到清晰的图像,狂野涌动的立体空间被映射在一条狭长的曲线上,尽管是事后分析得出,仍有很强的现场感,坍塌、折断物的逆时针走向显示出气旋环流系统影响的显著特征。以前在农村务插队时,常遇到冰雹天气,民间有“雹打一条线”的说法,那时还不太明白,看到这张图,足够清晰了,应是类似过程。

 

通过对各类实况和模拟资料的细致分析,包括与美国龙卷相关数据的对比,孟教授给出了结论,简单概括为:一是2012年7月21日北京确实首次发生了有记录的强度达改进藤田级数EF2级的龙卷风;二是通过实地调查,龙卷风发生在宽度为30-400米,长度约10公里的狭长区域,区域内可以发现多处树木呈相向倒伏状,显示出气流辐合特征;三是通过对各种探测数据和天气形势分析,有利于强龙卷型超级单体发生发展;四是多普勒雷达观测信息显示超级单体和龙卷特征明显。

 

有些分析细节我还没有完全理解,需要看完整的论文才行。但仅从现有的资料,已足以对这一细致的工作表示敬佩,在乡间田野发现的真实,与在书斋中的理论推演同样重要,在时下环境中,甚至更加稀缺,更加珍贵。前两天在气象报上读到孟智勇教授荣获第十届中国青年女科学家奖的消息,向她表示祝贺,希望能看到她取得更多成果。

 

藤田级数(Fujita-Scale) 由美国芝加哥大学的美籍日裔气象学家藤田哲也 (Dr. Tetsuya Theodore Fujita, 1920-1998)于1971年提出。 2007年2月以後,美國氣象部門開始採用改进藤田級數為龍捲風分等級。


 


藤田級數 (Fujita Scale) 与  改进藤田級數 (Enhanced Fujita Scale) 的風速比较


(公里/小時)


F0 64-116    EF0 105-137


F1 117-180   EF1 138-178


F2 181-253   EF2 179-218


F3 254-332   EF3 219-266


F4 333-418   EF4 267-322


F5 419-512   EF5 322 以上





https://blog.sciencenet.cn/blog-1310230-812137.html

上一篇:罹难风暴中(2013-12-24)
下一篇:再上高原(2014-01-26)
收藏 IP: 124.16.128.*| 热度|

2 李宇斌 Vetaren11

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-11-23 17:07

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部