什么是龍卷風?龍卷風的形成易發時間地段
導語 此次江蘇鹽城市阜寧縣發生的龍卷風，有專家預測可能達到了EF-3級。那么EF-3級是一個怎樣的概念?與之對應等級龍卷風的殺傷力到底有多強?
經氣象資料分析和專家初步會商：6月23日下午14時至15時，江蘇鹽城發生了歷史罕見的大風暴雨冰雹雷電等極端天氣，初步判斷有龍卷風發生。氣象部門已經派專家組赴現場進行深入調查分析，并將提供詳盡的報告。
天氣實況：23日12時-15時，鹽城北部受強對流云團影響，出現強陣風、冰雹和強降水等極端天氣。
自動氣象站的直接觀測顯示，14:20-15:20 分，阜寧縣西南部出現長25公里、寬10公里范圍的8級以上短時大風，最大為阜寧新溝鎮34.6米/秒(12級以上，時間為14:29分);濱海天湯鎮小時最大雨量51.7毫米/小時,阜寧本站47.6毫米/小時;14時30分左右阜寧縣城北、陳集一帶出現冰雹天氣，冰雹直徑20～50毫米。
根據雷達遙感觀測資料推測，14：19至14：42期間，在阜寧縣城西南方約5～10公里處，在南北寬約2公里東西長約15公里的范圍內出現10級以上大風并持續20分鐘左右。
綜合各觀測資料和現場信息，初步判斷有龍卷發生，但強颮線和強下擊暴流等天氣系統也可能造成強風，尚待進一步的現場調查和分析確認。氣象部門已經邀請北京大學、南京大學等高校組成專家組赴現場對該次強對流天氣事件進行深入調查分析，并將提供詳盡的報告。
天氣成因初步分析：22日至23日，西太平洋副熱帶高壓北抬，其西側低層有南亞季風和南海季風匯合北上，向江蘇北部地區持續輸送水汽和熱量;與此同時，東北冷渦后部一股較強的冷空氣南下，并逐漸影響江蘇北部。受冷空氣和西南暖濕氣流共同影響，蘇皖北部大氣層結不穩定狀態持續增強。至23日午后，江蘇中北部附近地區匯聚了大量的水汽，大氣層結極度不穩定，在這些強對流天氣發生的有利條件下，出現強風、暴雨和冰雹天氣。
中國氣象局6月22日報送《重大氣象信息專報》中，指出23～24日淮河流域將有大到暴雨，局部地區伴有雷暴大風等強對流天氣;6月22日18時起，中央氣象臺連續發布暴雨黃色預警和強對流預報。
中央氣象臺6月23日06時和10時發布暴雨黃色預警，指出未來24小時蘇皖北部有大雨到暴雨，其中江蘇北部局地有大暴雨(100～180毫米)，局部地區可能伴有8～9級雷暴大風或冰雹天氣;6月23日06時和10時，中央氣象臺發布的強對流天氣預報指出未來24小時江淮北部有強對流天氣，有短時強降水和8～9級雷暴大風，局地小時雨強可達70毫米以上，最強時段為23日午后。
江蘇省氣象局23日12時37分發布暴雨黃色預警信號，指出未來6小時鹽城北部將出現50毫米以上強降水，局地伴有強雷電和17m/s以上的陣風。
鹽城市氣象局6月22日16時市局發布全市天氣預報指出中北部大到暴雨，短時陣風7～8級。6月23日13時42分發布雷暴黃色預警信號，預計發生雷電活動，伴有雷雨大風、短時強降水等強對流天氣。15時19分變更雷暴橙色預警，預計將出現短時強降水、龍卷、冰雹等強對流天氣。
阜寧縣氣象局6月23日12時57分發布雷暴黃色預警預計發生雷電活動伴有雷雨大風、短時強降水等強對流天氣。14時39分變更雷暴橙色預警，提示大部分地區將出現短時強降水、龍卷、冰雹等強對流天氣。
目前尚無法對龍卷風進行準確監測和預報。由于龍卷風時空尺度很小，在現有觀測網密度下很難精確發現，因此對龍卷風最大風力及其影響程度的判斷多數是通過災后調查確定的。目前世界上只有美國和加拿大發布龍卷風預警，也僅能提前幾分鐘到十幾分鐘。
近年來，氣候變暖導致我國龍卷風等極端性天氣事件頻發，如今年廣東汕頭、海南文昌、江蘇鹽城等地出現龍卷風，引發人員傷亡。目前，我國對于上述極端天氣的監測預報能力還不足，需加強建設。
受災地區未來天氣預報：隨著降水系統東移南壓，降水進一步減弱，24日上午陣雨并漸止;24日下午到25日以多云天氣為主。
龍卷風等級劃分 應該如何避險?
此次江蘇鹽城市阜寧縣發生的龍卷風，有專家預測可能達到了EF-3級。那么EF-3級是一個怎樣的概念?與之對應等級龍卷風的殺傷力到底有多強?
1971年美國芝加哥大學藤田哲也博士根據龍卷風破壞程度不同，提出了龍卷風等級劃分的概念，分為0-5增強藤田級數。
EF0級
風速約合105-137km/h，雖然較弱，但還是足以把樹枝吹斷，把較輕的碎片卷起來擊碎玻璃，一些煙囪會被吹斷。
EF1級
風速約合138-177km/h，它們可以把屋頂吹走，把活動板房給吹翻，一些較輕的汽車會被吹翻或刮離路面。
EF2級
風速約合178-217km/h，它們可以把沉重的甘草包吹出去幾百米遠，把一棵大樹連根拔起，貨車可以刮離路面。
EF3級
風速約合218-266km/h它們可以把一輛較重汽車吹翻，樹木被吹離地面，房屋一大半被毀，火車脫離軌道。昨天發生在阜寧縣的龍卷風就是這個級別。
EF4級
風速約合267-322km/h，它們可以把一輛汽車刮飛，把一幢牢固的房屋夷為平地，樹木被刮到幾百米高空。
EF5級
風速超過了322km/h，房屋完全吹毀，汽車完全刮飛，路面上的瀝青也會被刮走，貨車、火車、列車全部脫離地面。
龍卷風避險指南
室內防范
1.遠離窗和房屋的外圍墻壁，躲到龍卷風方向相反的墻壁或小房間內抱頭蹲下。
2.在樓上時，特別是農村的樓房內，應立即轉移到一樓，暫避到比較堅固的桌子底下或者廁所、儲物間內。
室外防范
1.迅速向龍卷風移動的垂直方向逃離，就近尋找低洼地面趴下。
2.遠離大樹，電線桿，避免被砸、被壓或者觸電。
3.汽車對龍卷風幾乎沒有防御能力，所以駕車外出遇到龍卷風時，應立即遠離汽車，到低洼地躲避。
為什么龍卷風難以預報?
知道現在是知道未來的第一步，所以為了預報天氣，我們必須知道當前的天氣是什么。在以前沒有計算機的時代，預報員就能通過匯總上來的風力、氣壓、溫度、降水等觀測，在地圖上畫出天氣系統，預報出幾天后的寒潮或降水。其中最重要的是識別出一些明顯的天氣系統，如鋒面等，然后根據氣流情況來判斷出走勢，看它們未來的發展狀況。但這些氣象數據是通過相距幾十上百千米的氣象站收集上來的，所以只能反映一些尺度大的氣象系統，比如綿延上千千米的峰面。與鋒面相比，龍卷風平均只有幾百米寬，最大也只有三四千米。想要借助相距幾十千米的氣象網絡來了解龍卷風，就好像用捕大魚的網來撈小金魚，完全無法實現。
美國地表氣象站，對于龍卷風來說太稀疏。圖片來源：http://www./
那龍卷風是怎么發現的呢?用雷達。地面站點只是觀測固定的一個點，但雷達可以覆蓋周圍數百千米的距離。一旦龍卷風進入到覆蓋區域，那么它的一些特征會影響雷達的信號，就可以發現龍卷風了。最常見的雷達是降水雷達。它的信號遇到空氣中的水滴衰弱，從而能在雷達屏幕上現實出周圍的降水情況。由于帶動空氣旋轉，龍卷風會在降水雷達上顯示出一個“鉤形”。但許多強龍卷風并不會在雷達屏幕上顯示出這一特征。為了檢測這些龍卷風，需要用多普勒雷達。這種雷達可以測量靠近或遠離雷達站的風速。對于旋轉的龍卷風來說，風是環形的，能在很短的距離內從靠近變成遠離。
降水雷達與多普勒雷達上的龍卷風。圖片來源：spc.noaa.gov因此，多普勒雷達上貼在一起的兩個紅綠色塊兒(分別代表遠離和靠近)，就很有可能是龍卷風。
然而，相對于檢測龍卷風所需要的網絡密度，多普勒雷達站還很稀少。我們前面說了，雷達站覆蓋面積是數百千米，而城市與城市的間隔也大概是這個距離。聽起來，在每個城市建一個雷達站并不是特別難的事情。但我們要考慮到，地球是一個彎曲的球體，雷達看不到遠處的低空。這就好像船只遠航時，船身先消失在地平線，我們只能看到聳立的比較高的船帆。同樣的道理，雷達監測遠處的天空時，也只能看到中高層的天空?？墒驱埦盹L最強烈旋轉的部分是在從地面到3千米高度的低空，高空特征并不明顯。因此，對于龍卷風這一低空現象來說，雷達的有效監控范圍只有幾十千米。僅僅是為了看到龍卷風，我們就需要更大密度的建立雷達站。
地球曲度對觀測范圍的影響。圖片來源：news.colostate.edu
美國在中部平原上建了一個密集的雷達網絡。畢竟這個地區的龍卷風太過頻繁，每年有超過1000次，遠遠超過中國每年幾十次的頻率。氣象員一旦在雷達上看到龍卷風，能根據基本的氣象狀況和地形，相對準確的對龍卷風的走向作出預判。警報會通過電視、無線電、網絡向公眾傳播。警報只能比龍卷風早到十分鐘左右的時間，但民眾可以利用這短暫的時機前往地下室或避難所躲避龍卷風。然而，美國的雷達網絡也沒能覆蓋整個區域，所以每年依然有不少“野生”龍卷風沒有被記錄。
但對于戶外的交通工具來說，短暫的警報時間可能起不了什么作用。戶外的汽車很難在短時間內找到一個合格的避難所。很多戶外逃生經驗對龍卷風也不適用。曾經有這樣的案例，車主把車停在水泥橋洞下，自以為安全。但橋洞實際上充當了一個風洞。龍卷風原本超過每小時100千米的風速在這個風洞中進一步加速，把汽車甩出去更遠。走出汽車一樣不安全，因為龍卷風不但能把人卷走，它所夾雜的高速碎屑能像子彈一樣致命。即使航船能下錨固定船身，但這在龍卷風的強風面前微不足道。在龍卷風來襲時，任何交通工具都很危險。
龍卷風襲擊后的車輛那有沒有辦法提前預知龍卷風到來，阻止人們交通外出呢?除了對大型的天氣系統進行預判，我們現在可以用電腦程序來計算未來的天氣。這樣的程序被稱為天氣模型。天氣模型的原理很簡單，就是利用已知的物理規律，來在電腦中模擬氣象狀況。這些程序至少需要知道當前天氣狀況，特別是基本的物理量：風速、氣壓、溫度和濕度。我們已經知道，對于龍卷風這樣的“小魚”來說，這些輸入量是很難觀測的。
此外還有計算成本的問題。模型實際上把世界分割成許多小格點。格點必須足夠小，模型才有能力代表真實世界。這就好像許多電腦圖片，你不斷放大，總能看到許多小點和鋸齒，它們同樣是數字格點化的產物。電腦需要計算和儲存格點上的信息。格點越小，計算機負擔越重。但如果格點過大，那么模型就像是那些“粗糙”的圖片，完全無法代表真實世界。對于龍卷風來說，它的尺寸很小，就好像是照片拍到的一個遠方小身影。為了看清這個人的臉，我們必須要很高的分辨率，也就是非常密集的格點。為了能模擬幾百米寬的龍卷風，模型格點距離可能要在百米甚至更小的量級。即使最強大的超級計算機，也負擔不起這樣精度的全球模型。
格點化的模型。圖片來源：eoearth.org
即使我們能遍地撒網的建立觀測網絡，電腦的運算能力都不是問題，龍卷風的警報時間也很難達到一個小時以上。天氣是一個復雜的非線性系統，有所謂的“蝴蝶效應”：南美洲一只蝴蝶的振翅，能引發北美的一次龍卷風。更加嚴格的說法是，初始條件的細微不同，能造成未來結果的巨大差別。就拿龍卷風來說，它經常與中尺度的雷暴伴生。美國氣象局看到大面積雷暴時，就會發出“龍卷風預警” (Tornado Watch)。但兩次看起來幾乎一模一樣的雷暴，一個造成龍卷風，另一個就可能沒有龍卷風的蹤影。因此收到預警的地區，真正發生龍卷風的概率不到千分之一。現實世界尚且如此復雜，電腦模型就更容易犯錯了。預報龍卷風時，模型可能會因為小數點十位以后的一個細微差別，導致完全不同的結果。(作家劉慈欣所塑造的“三體”世界，同樣是一個難以預報的非線性系統。)
橫軸為時間，縱軸為溫度。初始時的一點小差別，隨著時間變大。圖片來源：physicscentral.com
如果把物理方程拆開，會發現對于天氣系統來說，地球自轉是最重要的線性項，能限制誤差的增長。但地球自轉對天氣的影響與天氣系統的尺度相關。那些成功的天氣預報，都局限于特定的大尺度天氣系統。這些可預報的天氣系統尺度大，持續時間長，比如延伸數千千米的鋒面，或者持續數星期的中緯度風暴。在這些相對持久天氣系統中，地球的自轉能發揮作用，把這些天氣現象組織成有規律的天氣系統。但龍卷風尺度小，發生時間短，其“蝴蝶效應”也愈發明顯，長期預報難以實現。
中緯度大尺度系統，才有比較強的可預報性。圖片來源：hko.gov.hk
其實在討論龍卷風預報問題時，已經觸到了現代科學的極限。復雜系統的預報，無論是龍卷風、地震、金融，都將是難以解決的問題。對天氣事故的問責，不應無視基本的科學事實。
(來源：果殼網)
如何躲避惹不起的強對流
躲避的第一步是關注天氣預報。首先，要根據長期、中期及短期天氣預報提前進行出行安排，盡量避免在惡劣天氣時安排外出活動。
其次，要關注天氣預報當中強對流預報落區。在汛期(5月至10月)當中，中央氣象臺會對強對流天氣進行預報，一旦看到自己處于強對流的潛勢預報區域內，就要特別警惕。
除此之外，應當學習基本常識，更加透徹地理解和運用天氣預報，從而提前防范。
具體來說，當高低空的冷暖溫度差很大的時候，即天氣十分悶熱時，就容易出現強對流。此時，可以通過網頁、手機收看雷達圖。當雷達圖上出現橙色、甚至紅色、紫色的回波，并向自己所在城市移動時，就要當心了。一般而言，在雷達圖上淺綠色部分表明有可能有降雨，深綠色地區則一定有降雨。亮黃色區域一般對應有10毫米/小時左右的降雨，暖紅色雷達回波一般對應有20毫米/小時左右的降雨，并且有可能出現短時雷雨大風、冰雹等強對流天氣。目前，手機相應的APP及中央氣象臺等網站上都可查詢雷達圖。
總而言之，要主動關注當地氣象臺的短時臨近預報預警。一旦接收到氣象臺發布強對流的相關預警，就按照預警中的要求，采取相應的防范措施。
那么，當強對流天氣發生時，如何防范呢?
簡單地說，發生強對流天氣時最好減少戶外活動，在室內躲避。
如果在室外，遇到雷電時，應立即尋找庇護所，如裝有避雷針的房屋、鋼盤混凝土建筑物、具有完整金屬車廂的車輛等;不要站在空曠的高地;不要在大樹下避雨，這里最易受到雷擊;不要在開闊的水域和小船上;不要站在高樹林的邊緣，電線、旗桿的周圍和干草堆、帳篷等無避雷設備的高大物體附近;不要靠近鐵軌、長金屬欄桿和其他龐大的金屬物體。同時，應盡量降低重心，并減少人體與地面的接觸面積，千萬不要躺在地上、壕溝或土坑里，如披上雨衣，防雷效果更好。此外，在野外的人群無論是運動的，還是靜止的，都應拉開幾米距離，不要擠在一起，也不要赤腳行走。
遇有強降雨時，處于山區地帶的群眾在暴雨來臨時應避開河谷出口地帶，避開有滑坡和泥石流的風險地區;當城市發生內澇時，避開短時間內可能快速產生積水的地方，如立交橋下低洼地帶、過街地下通道等，遇此地段應當選擇繞行。
遇有龍卷風時，人群應立刻離開危險房屋、活動場所或其他簡易臨時住處，到附近比較堅固的房屋內躲避。躲避龍卷風最為安全的地方是位于地下的空間或場所(如地下室或半地下室)。此外，應迅速朝龍卷風移動方向的垂直方向跑動，在低洼地面、溝渠等躲避，但要遠離大樹、電線桿、廣告牌及圍墻等，以免被砸、被壓或發生觸電事故。如在汽車中，應及時離開，因為汽車本身沒有防御龍卷風的能力，一旦汽車和人同時被龍卷風卷起，危害更大。
