中國氣象報記者劉釗 孫楠 吳越
龍卷風
在一些人的印象中，龍卷風似乎只存在于災難片中，或只是大洋彼岸才比較常見的災害。其實，雖然龍卷風生成數(shù)量不多、地域性較強，但在我國并非罕見，長江口三角洲、蘇北、魯西南、豫東的平原和湖沼區(qū)，以及雷州半島等地都是龍卷風的易發(fā)區(qū)。龍卷風的脾氣極為暴烈，風速大約在每小時320公里至337公里之間。一些氣象學家計算發(fā)現(xiàn)，龍卷風在肆虐時所釋放的能量區(qū)間值堪比原子彈。在強烈龍卷風的襲擊下，房子屋頂會像滑翔翼般飛起來，其余部分也會跟著崩解。
雷雨大風
雷雨大風其實是雷電、降雨、大風等多種天氣現(xiàn)象的綜合體，強烈的陣風以及雷電是雷雨大風天氣造成危害的主要因素。風力的加強非常突然，人們往往來不及提前防御就已經(jīng)受到暴風雨的襲擊，財產(chǎn)容易遭受損失，甚至生命安全也會受到威脅。
短時強降水
短時強降水是人們最熟悉的強對流天氣之一。烏云蔽日、暴雨傾盆，在很短時間內(nèi)，巨大的降水傾瀉而出。由于短時強降水會帶來地表徑流量的激增，在不同地區(qū)會引發(fā)各種不同災害。在城市，短時強降水易造成城市內(nèi)澇，阻礙交通，甚至危及低洼地帶居民的生命。而在地質(zhì)條件較為脆弱的地區(qū)，短時強降水是山洪、泥石流、山體滑坡等災害的“催化劑”，嚴重威脅著當?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全。
冰雹
相比短時強降水，冰雹的危害影響范圍可能較小，但更加直接，有時也更為強烈。5月30日，位于甘肅東部的靜寧縣遭遇了30分鐘的冰雹襲擊，最大直徑約2.8厘米，局地堆積厚度達5厘米至6厘米，這對正值生長期的蘋果、玉米、小麥及馬鈴薯等造成嚴重影響。雖然冰雹災害是一個小尺度的災害事件，但是我國大部分地區(qū)都有冰雹災害，幾乎全部的省份或多或少地有冰雹成災的記錄，受災的縣數(shù)接近全國縣數(shù)的一半。
雷雨大風
“個頭”不大、突如其來、生命短暫，然而卻能在短時間內(nèi)釋放出強大的力量。這一特性使得強對流天氣家族中的各個成員——短時強降水、冰雹、龍卷風、雷雨大風、雷暴及颮線等，均有極強的破壞力，成為人們不得不防范的災害性天氣。
颮線
強對流天氣成因
簡而言之，強對流其實是由空氣強烈垂直運動所導致的天氣現(xiàn)象。
最典型的就是夏季午后的強對流天氣，即人們夏季午后所見的伴有雷電、大風的強降雨天氣。
當近地面的空氣從地球表面接受到足夠的熱量，就會膨脹，密度減小。這時大氣處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。這種情況像水缸里的油和水一樣，當密度較小的油處于水缸底部，而水處于上部時，一定會產(chǎn)生強烈的上升運動，最終油會浮到水面上。
同理，近地面較熱的空氣在浮力作用下上升，并形成一個上升的濕熱空氣流。當上升到一定高度時，由于氣溫下降，空氣中包含的水汽就會凝結(jié)成水滴。當水滴下降時，又被更強烈的上升氣流抬升，如此反復不斷，小水點變成大水滴，直至高空氣流無力支持其重量，最后下降成雨。因此，在此過程中常伴有冰雹、雷雨、大風等天氣現(xiàn)象。
當然各類強對流天氣形成的物理過程是不完全相同的，這與下墊面的動力和熱力作用的影響有很大關(guān)系，即與天氣背景及地形因素有關(guān)。強對流天氣是以大尺度天氣系統(tǒng)為背景，大尺度天氣系統(tǒng)影響或決定著中小尺度天氣系統(tǒng)的生成、發(fā)展和移動過程。例如，龍卷的形成與強雷暴云中強烈的升降氣流有關(guān)。當升降氣流之間形成很強切變時，就會發(fā)生強烈的水平軸的渦旋，而在地形平坦、不容易破壞天氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的平原或海上，這一系統(tǒng)會繼續(xù)發(fā)展，形成龍卷。
從形成原理可知，我國一年四季都可能發(fā)生強對流天氣。但實際上，常發(fā)于春夏季。4月前后，冷暖空氣活動比較頻繁，冷空氣有一定勢力，能夠越過南嶺侵入到華南，同時，南方的暖空氣，尤其是從南海來的暖濕氣流也開始加強，冷暖空氣勢力相當，互相抗衡，互不相讓，導致華南地區(qū)強對流天氣發(fā)生。
隨著夏季的到來，冷空氣勢力逐步減弱，很難越過南嶺影響到華南地區(qū)，而暖空氣更加強勢，強對流天氣頻發(fā)區(qū)域?qū)挥诮弦粠А?/p>
值得一提的是，科學家認為，在全球變暖背景下，氣候變率增大、氣候波動幅度增加，從而也間接導致強對流頻發(fā)。如美國強風暴實驗室專家布魯克斯所說的那樣：“在過去的幾十年間，龍卷風等強風的數(shù)量處在增長中，隨著全球氣候變暖，將產(chǎn)生更多利于生成龍卷風的天氣條件。”
強對流天氣預報預警——
一道世界性難題
當強對流天氣發(fā)生時，往往幾種災害同時出現(xiàn)，因為這種天氣歷時短、天氣劇烈、破壞性強，所以世界上把強對流列為僅次于熱帶氣旋、地震、洪澇之后第四位具有殺傷性的災害性天氣。這些特點也使強對流天氣預報成為一道世界性的難題。
由于強對流天氣發(fā)生于對流云系或單體對流云塊中，在氣象上屬于中小尺度天氣系統(tǒng)，空間尺度小，一般水平范圍大約在十幾公里至二三百公里，有的水平范圍只有幾十米至十幾公里。其生命史短暫并帶有明顯的突發(fā)性，約為一小時至十幾小時，較短的僅有幾分鐘至一小時。對這種小尺度的、發(fā)展迅速的系統(tǒng)進行預報，在氣象上來講存在著一定的困難。強對流天氣的特征使得在目前的觀測條件下，不僅是中國，即使是世界發(fā)達國家，對于其信息的捕捉也不夠全面。舉例來說，在夏天，北京市海淀區(qū)出現(xiàn)雷暴或者冰雹，在通州卻是晴空萬里。
國家氣象中心強天氣預報中心預報科科長方翀曾表示，相對于歐美等先進國家，我國強對流天氣預報起步較晚。比如美國，因為當?shù)佚埦盹L出現(xiàn)的頻率很高，并且造成的危害很大，因此在龍卷風方面的研究起步早。但是，即使在美國，也沒有辦法完全準確預報強對流天氣。以龍卷風為例，由于其屬于小尺度天氣系統(tǒng)或者小概率事件，其時間、空間隨機性較強，目前絕大多數(shù)的氣象探測設(shè)備和探測系統(tǒng)都無法有效監(jiān)測、追蹤它的發(fā)生發(fā)展。在確定是否為龍卷風上，也必須經(jīng)過現(xiàn)場勘測。美國有著豐富的預報和監(jiān)測經(jīng)驗，氣象監(jiān)測站距離逐年縮小，雷達網(wǎng)日趨完善，但其預警時間也十分有限，很難提前準確預報。
我國在2009年成立了國家氣象中心強天氣預報中心，在這方面進行了很多努力。目前，整體預報技術(shù)水平有了明顯上升。在2009年時，氣象部門在進行包括雷暴、大風、冰雹等強對流天氣預報時還會出現(xiàn)漏報的情況，而現(xiàn)在漏報大區(qū)域性天氣過程的現(xiàn)象已經(jīng)很少。但是，在范圍和強度的預報上，比如說冰雹達到多大直徑、大風達到多少米/秒，就現(xiàn)有技術(shù)水平來看還存在一定的難度，技術(shù)上還有很大的提升空間。未來，氣象部門將積極推進短時預報及中尺度數(shù)值模式的發(fā)展，強對流天氣預報水平將得到進一步提升。
在攻克強對流天氣預報這條道路上，各國氣象專家都在努力不懈地探索中。據(jù)記者了解，現(xiàn)在世界上各個國家對于可能性的預報都只屬于一種潛勢預報，即在某一個相對比較長的時間段里，某個地區(qū)發(fā)生對流天氣的可能性。由于時段較長，所以只能全面地給出一個大范圍的預報，并不特別具有針對性。提前一段時間（幾分鐘、幾十分鐘或幾小時）發(fā)布預警信息，則可以有效地彌補突發(fā)性、局地性強對流天氣長時效預報能力的不足。所以，世界各國一般都采取臨近預警的方式來進行指導和服務。
（來源：中國氣象報 責任編輯：葉海英）
