龙卷风的惊人面目

　　2016年6月23日14时30分左右，江苏省盐城市阜宁县、射阳县部分地区突发龙卷风冰雹严重灾害，造成重大人员伤亡，致使大量民房、厂房、学校教室倒塌，部分道路交通受阻、农业设施受损。目击者眼见汽车被风卷起抛入河中，称当时情景如同世界末日。

　　在很多人眼里，龙卷风仿佛是一种遥远的壮观景象，然而当它“近在眼前”，带来的却是真实的灾难。

　　龙卷风为何具有如此强烈的破坏性，它从哪里来，在我国的时空分布情况如何？本报采访多位权威专家进行解读。

　　■龙卷风是在不稳定天气条件下产生的一种小范围的空气涡旋，中心风力可达100米/秒至150米/秒，直径一般在几米到数百米之间。其形成后，一般维持十几分钟到几小时，袭击范围很小，但破坏力大。 

　　南京信息工程大学教授智协飞表示，龙卷风是一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋。从雷暴云底向下伸展并且到达地面的漏斗状涡旋云柱叫做“龙卷”。龙卷伸展到地面时引起强烈的旋风叫做“龙卷风”。龙卷有时悬挂在空中（悬挂在空中的漏斗云不是龙卷，必须触地才能称为龙卷），有时延伸到地面。出现在陆地上的，称为陆龙卷；出现在海面上的，称为海龙卷。

　　中国气象局气象干部培训学院教授俞小鼎说，一种龙卷风产生于超级单体（拥有深厚、持续旋转上升气流的中气旋，也是雷暴的一种）的中气旋内，称为超级单体龙卷；另一种龙卷，出现在地面的切变线甚至超级单体的阵风锋上，或者海上切变线上，没有中气旋将其包裹，称为非超级单体龙卷，大多是比较弱的。此次发生在盐城的龙卷风属于非常猛烈的典型超级单体龙卷风，根据灾情判断，最强时段约为EF4级，这样强的龙卷在中国自1956年至今的60年中只出现过5次到6次，而盐城上一次出现这样强的龙卷是在1966年3月3日凌晨，导致87人死亡，2000多人受伤，其中重伤46人。

　　对于超级单体产生的龙卷，其强烈旋转主要源自于风暴周围对流层中层和低层水平风向风速的强烈差异，这种环境风的上下差异与对流风暴内本身剧烈的上升和下沉运动，以及由下沉气流触地形成冷池的水平温度差异导致的力管项环流间的相互作用产生了风暴内强烈的旋转，地面附近旋转受到中层中气旋底部旋转加强导致的向上抽吸作用（伴随地面向着低层涡旋的强烈辐合）的强烈拉伸，垂直涡度迅速加强形成龙卷，这类似于冰上舞蹈运动员转动时突然将手臂收紧而旋转突然加快。

　　“判断龙卷风可以从龙卷经过路径上的现场破坏物特征来看，主要需要与由雷暴内强烈下沉气流形成下击暴流的破坏特征相区别。龙卷风的旋转特征使得其路径上被破坏物（主要包括树木等）呈‘人’字形辐合状倒伏，而下击暴流导致的路径上破坏物呈辐散状扇形倒伏；相对于下击暴流，龙卷路径比较狭长。值得注意的是，有时在超级单体风暴中，下击暴流和龙卷毗邻发生，使得两者间区分变得困难。”北京大学物理学院大气与海洋科学系研究员孟智勇指出，“有些大家认为是龙卷风的天气情况，实际上有可能是旋风而并非龙卷风。”

　　苏北地区地势低洼平坦、江河湖泊水网交织，处于亚热带和暖温带的气候过渡地带，大气易积聚不稳定能量，有利于强对流天气的生成，易出现雷雨大风、龙卷、冰雹等天气。龙卷风的威胁正是潜藏在多种因素集合之中。

　　■龙卷风强烈的破坏性源于其强风。EF4级龙卷风会摧毁所有其前行路上的物体，将其“夷为平地”；EF5级龙卷风不仅摧毁前行路上的物体，而且卷走它们，使其“寸草不留”。 

　　2016年6月24日，在盐城遭受龙卷风冰雹的多个受灾点，路边横七竖八地停着一辆辆小汽车，很多都被扭成了“麻花”状。龙卷风瞬间产生的巨大威力可见一斑。

　　俞小鼎告诉记者，此次灾害主要由龙卷和直线型雷暴大风所导致，人员伤亡、财产损失都较大，尤其是人员伤亡数量大，是江苏省近60年来最严重的一次龙卷风。监测到的34.6米/秒最强风应该不是由龙卷直接导致（龙卷很狭窄，经过观测站几率极低，即便恰巧经过，观测站将被摧毁），而是位于龙卷移动方向右侧的强烈中气旋出流构成的直线型大风（略带些旋转）所导致，该出流中包含强降水和伴随的下沉气流出流，天昏地暗，风雨交加。也就是说，在此次产生强烈龙卷的典型超级单体风暴中气旋的成熟阶段，中气旋内一半是略微旋转的上升气流，一半是略微旋转的充满降水的下沉气流，类似于DNA的双螺旋结构。

　　俞小鼎指出，龙卷风强烈的破坏性源于其强风，其中心的低压也起到辅助作用。EF5级是龙卷的最高等级，迄今为止，中国从未观测到EF5级龙卷，而美国从上世纪50年代至今观测到50多次EF5级龙卷，人员伤亡主要由EF2级以上的较强龙卷造成。

　　最弱的龙卷风瞬时风力可达台风风力强度；EF4级龙卷地面附近瞬时风力75米/秒至90米/秒，即270千米/小时至324千米/小时，其风速可与高铁速度匹敌，EF4级龙卷风会摧毁所有其前行路上的物体，将其“夷为平地”；EF5级龙卷风不仅摧毁前行路上的物体，而且卷走它们，使其“寸草不留”。

　　更为可怕的是龙卷大暴发，即同一天在较大范围内连续发生多个龙卷，如美国2011年4月27日共出现了199个龙卷，造成316人死亡；其中34个EF3级以上的强龙卷造成了305人死亡，131个EF1级（含）以下的弱龙卷仅造成2人死亡。

　　历史上有记录以来杀伤力最强的龙卷风为1925年3月18日发生于美国密苏里、伊利诺伊、印第安纳三州的强龙卷风，据估计强度达到EF5级，导致695人死亡，是美国历史上最致命的单个龙卷风。这个龙卷风保持了多项纪录：最长移动距离（352公里），最长持续时间（3.5小时），最快的向前移动速度（117千米/时）。有记录以来中国杀伤力最强的一次龙卷出现在1969年8月29日晚19时到21时的河北霸州和天津市，此次长路径EF4级剧烈龙卷共导致两地150人死亡，1612人受伤，其中重伤256人。

　　根据国家气候中心统计，1991年至2015年，我国平均每年因龙卷风灾害死亡20人；2005年死亡人数最多，达57人。其中，江苏省因龙卷风灾害平均每年死亡6人，1966年、1983年、1989年和2000年死亡人数均超过30人。

　　■我国中东部的平原地区是龙卷风多发区，江苏是我国强龙卷风发生次数最多的省份；4月至8月出现在我国的龙卷风个数占全年的92%。 

　　从近24年（1991-2014年）统计来看，我国平均每年发生43个龙卷风（可能存在一定程度低估），美国则平均每年发生1122个。

　　据国家气候中心资料显示，从空间分布来看，我国中东部的平原地区是龙卷风多发区，其中江苏和广东最多，年均分别为5.5个和4.7个。江苏是我国强龙卷风发生次数最多的省份。根据1961年至2010年数据统计，江苏共发生EF2级以上龙卷风36个，其中EF2级27个、EF3级8个、EF4级1个。

　　从时间分布来看，4月至8月出现在我国的龙卷风个数占全年的92%，其中4月、7月龙卷风分别占全年的19%和30%。江苏的龙卷风以6月至8月多发，约占全年总数的77％。其中6月约占21％，多发中心在如皋、南通、响水、阜宁一带；7月是江苏龙卷风的高峰期，约占全年的34％，多发中心位于如皋、南通和海安；8月约占全年的22％。龙卷风大多发生在午后至傍晚，其中13时至20时发生次数约占70%，尤其是14时至17时发生比例高达60%。

　　根据范雯杰和俞小鼎的统计，我国EF2级或以上龙卷在上世纪60年代中期至上世纪末相对多发，其中最高峰是1986年至1990年，进入21世纪后EF2或以上级龙卷呈现逐渐减少趋势（除了2005年有一个小高峰），尤其是2010年以后这样的趋势越发明显。范雯杰和俞小鼎指出，根据1961年至2010年50年龙卷资料统计，我国平均每年有3.3个EF2级或以上级龙卷风；1961年至2010年，我国年均EF1级或以上级龙卷以及所有级别龙卷的数量分别为年均21个和不低于85个。