发布时间:2024-04-03 07:55 原文链接: 如何看待强对流天气预警的可信度

■曹洁

近日,我国南方地区强对流天气频发。自3月30日6时起,中央气象台连续4天发布强对流预警。3月31日凌晨,江西南昌突发强对流天气,最大风力达11级,已致当地4人死亡、10余人受伤。

那么,什么是强对流天气?能否对其精确预警?预警的可信度又有几分?

什么是强对流天气?

强对流天气是指出现短时强降水、雷暴大风、冰雹和龙卷等现象的灾害性天气,一般具有范围小、发展快、移速快等特点。强对流天气破坏力极大,天气预报经常对应有“局地”“瞬时”等限定词。

国家防灾减灾救灾委员会办公室、应急管理部发布的2023年全国自然灾害基本情况显示,2023年我国共出现33次强对流天气过程,共观测记录到26个龙卷风,其中强龙卷风9次;风雹灾害(雷暴大风、冰雹和龙卷等)共造成605.3万人次不同程度受灾,因灾死亡57人,农作物受灾面积1174.5千公顷,直接经济损失117.3亿元。

强对流天气的多种灾害性天气经常混合出现,其中,雷暴大风是指伴随强雷暴天气而出现的强烈短时大风,即在电闪雷鸣时出现风力大于8级的瞬时大风,主要表现为由下沉气流引起的向四周辐散的近地面爆发性气流,常造成大树连根拔起、建筑物倒塌、农作物倒伏,造成重大人员伤亡和经济损失。

我国雷暴大风的气候学特征显示,青藏高原是雷暴大风最集中的地区,华北北部、新疆西部、陕西北部、江南北部为次多发区。雷暴大风季节变化特征明显,3至5月青藏高原中东部、云贵高原和江南地区是多发区;日变化也很明显,发生频次最主要时段是14至20时,最少是2至8时。

为何仍是世界性科学难题?

雷暴是积雨云的产物,积雨云发展迅速、云体高大。相对于只伴有阵雨的一般雷暴,强雷暴伴有大风、冰雹、龙卷等,其形成所需大气热量、动量和外界抬升力都更激烈。从雷暴大风的直接致灾天气系统看,中小尺度对流系统是造成短时强降水、雷雨大风和龙卷等灾害性天气的重要系统。

天气系统按其空间、时间尺度,可分为大尺度、中尺度和小尺度三类。我们日常接触到的气旋,如春季沙尘暴;反气旋,如华北夏季桑拿天;锋面,如江淮梅雨、云贵高原阴雨,以及台风等,都是大尺度天气系统。水平尺度在几百至几千千米、生命期长达一天至几天,其动力和热力特征通常用经典流体力学方程描述,因而常规气象观测仪器较容易捕获其生成、发展和消亡(以下简称生消)的信号。

强雷暴属于中小尺度天气系统,其水平尺度在几十米至二三百千米、生命期约为几分钟至十几小时。中小尺度对流系统酝酿、发生、发展和消亡的物理过程,受制于大尺度系统的演变以及环境、大气等物理条件的影响,它们既可能是由大尺度系统演变而来,也可能是由局地中尺度环流演变而来。

由于短时强降水、雷暴大风、冰雹和龙卷发生的物理条件阈值有很大重叠,即使可预见强对流天气发生,如何进一步区分仍非常困难。强对流一旦发生,将剧烈改变周围大气的物理条件,与环境大气形成相互作用,可能诱发新的雷暴生消。因而,研究雷暴大风直接致灾系统的生消机理及其所致灾害性天气的复杂性和地域性,仍是世界性科学难题。

强对流天气可以看作大中小尺度系统相互影响的聚集体,其内部结构演变和生消移动难以监测和预判;而各气象台站间隔大于强雷暴、龙卷风等中小尺度系统的空间尺度,好比渔网捕鱼,网眼稍大即漏掉大虾。因此,天气预报是概率科学,没有确定性答案。

预警为何会被认为是“狼来了”?

那么,如何评判灾害性天气预警的可信度?

从强对流天气预警角度看,强对流天气预报是受大尺度和中小尺度相互影响的科学问题,分别对应潜势预报和分类/临近预报。潜势预报通过预测大尺度系统演变规律,由中央气象台提前几小时到几天制作和发布天气预报,说明强对流天气的大致时间、区域、类型和强度。其可信度很高,但不够精准。

分类/临近预报因中小尺度天气系统生命期只有几分钟至几小时,且时间不等人,由省市县三级气象台独立制作和发布,针对强对流天气的几种灾害性天气现象,分别滚动发布蓝、黄、橙、红色预警信号。

发布大风橙色预警,意味着6小时内平均风力可达10级以上,或阵风13级以上。这意味着所在区域但不是每个个体所在位置的每个时刻,都一直有吹晃特快列车的风灾。如对此有误解,便会造成预警是“狼来了”的错误认知。

虽然雷暴大风等强对流天气预警非常困难,但随着卫星、雷达、加密地面观测等观测手段,以及高时空分辨率数值预报模式的应用,我国强对流天气的预报能力、防范预警和监测预报水平迅速提升。

相关文章

沪上首台磁共振加速器投入临床应用

4月9日上午,上海首台磁共振加速器在复旦大学附属肿瘤医院正式投入临床使用。“最新癌情数据显示,我国年新发恶性肿瘤患者超过482万例,”复旦大学附属肿瘤医院放射治疗中心主任章真表示,作为肿瘤治疗的主要手......

首次“中斯联合海上鲸类科考调查”在斯里兰卡举行

近日,中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称深海所)海洋哺乳动物与海洋生物声学研究室研究员李松海一行6人(以下简称访问团)赴斯里兰卡开展海洋哺乳动物研究和保护合作。期间,访问团在斯里兰卡国立水资源研......

关于举办软件检测实验室认可技术培训的通知

关于举办软件检测实验室认可技术培训的通知 <字体大中小> 作者:中国合格评定国家认可委员会时间:2024-04-09关于举办软件检测实验室认可技术培训的通知......

海洋保护区对鱼类种群的恢复并无帮助

海洋保护区的目的是让成鱼种群从过度捕捞中恢复过来,但根据一项为期12年的研究发现,加勒比海海洋保护区的鱼类数量并没有反弹。研究人员表示,海洋保护法规执行不力、海岸开发和水温上升都可能是罪魁祸首。相关论......

王琦院士:做科学研究要摆脱“熟视无睹”的习惯

“不同的土壤生长不同的植物,不同的体质也易患不同的疾病。”4月7日,中国工程院院士、国家重点基础研究发展计划首席科学家王琦做客华中师范大学博雅大讲堂,在科学会堂一楼报告厅为师生带来了“从零到一的故事”......

研究揭示莲雾果实成熟发育最重要的调控基因

莲雾,又名水蓊果,属桃金娘科蒲桃属热带常绿乔木果树。广泛种植在我国广西、海南、广东、云南、台湾等地。莲雾果实口感脆嫩、味道清甜,水分充足热量低,富含膳食纤维,具有较高的营养价值。莲雾作为新兴的热带水果......

华东理工赵玲获评“上海市巾帼创新领军人物”

近日,“2023年上海市巾帼创新领军人物”揭晓,华东理工大学化工学院教授赵玲入选。赵玲主持完成国家重点研发计划项目“聚合物材料的轻量化技术”,开发了高效聚合装备、聚合物微孔发泡材料绿色制备等创新技术,......

“科技史经典译丛”出版座谈会在京成功召开

4月8日,由山东科学技术出版社、中国科学院自然科学史研究所和南开大学联合主办的“科技史经典译丛”出版座谈会在北京召开。会议汇聚了众多科技史学者、出版专家,共同探讨科技史研究的价值与意义,以及如何通过经......

研究揭示对流层气温对人类活动响应时间的时空差异

中国科学院地球环境研究所揭示了工业革命以来对流层气温对人类活动响应时间的时空差异,近日该研究成果在线发表于EnvironmentalResearchLetters上。研究利用CMIP6多模式输出的对流......

青岛科技大学:校企合作产学研三项目签约

日前,青岛科技大学与河南永新化学股份有限公司产学研项目签约仪式在河南省安阳市举行。青岛科技大学党委书记李兴伟出席签约仪式。安阳市委书记袁家健会见了李兴伟一行。青岛科技大学轮胎先进装备与关键材料国家工程......