氣候變暖或?qū)е滤埦砀宇l發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2024-09-19
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本期觀點(diǎn):

全球變暖可能影響海洋環(huán)流,導(dǎo)致某些區(qū)域的海水溫度、鹽度等發(fā)生變化,這些變化可能間接影響水龍卷的生成頻率和空間分布;

氣候變暖或?qū)е滤埦碛绊懛秶鷶U(kuò)大、強(qiáng)度增強(qiáng),這將增加沿海地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)海上交通和漁業(yè)活動(dòng)構(gòu)成巨大威脅;

水龍卷尺度小、突發(fā)性和局地性強(qiáng)等特點(diǎn),使其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和提前量受到制約,未來需要加強(qiáng)水龍卷機(jī)理研究。

本期嘉賓:

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員?冉令坤

中國(guó)氣象局龍卷風(fēng)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室主任、北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授?孟智勇

近期,我國(guó)多地出現(xiàn)水龍卷。9月8日11時(shí)前后,浙江省溫州市洞頭區(qū)附近海域發(fā)生水龍卷;9月7日9-10時(shí)左右,廣東省惠州市惠東縣雙月灣和鹽洲島附近海域先后發(fā)生水龍卷;8月26日11時(shí)左右,山東省煙臺(tái)市海陽(yáng)市附近海域發(fā)生水龍卷。

此外,當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月19日清晨,英國(guó)一游艇在意大利西西里島西北部海域遭遇風(fēng)暴襲擊,船只在短時(shí)間內(nèi)沉沒?!缎l(wèi)報(bào)》報(bào)道稱,游艇所在海域出現(xiàn)風(fēng)暴,并形成了破壞力極強(qiáng)的水龍卷。那么,水龍卷到底是如何形成的?我們可以對(duì)其詭秘的行蹤進(jìn)行預(yù)報(bào)嗎?

水龍卷的“誕生”

“水龍卷”俗稱“龍吸水”,指的是出現(xiàn)在水面上空的龍卷風(fēng),是一種從地面垂直延伸至積雨云云底的快速旋轉(zhuǎn)空氣柱,常呈現(xiàn)漏斗云形態(tài)。它形成的基本條件是不穩(wěn)定的大氣環(huán)境。濕空氣在強(qiáng)烈不穩(wěn)定的環(huán)境中上升,有助于形成垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈對(duì)流。此外,強(qiáng)烈的風(fēng)切變是水龍卷形成的重要?jiǎng)恿l件。在不穩(wěn)定天氣條件下,以及近地面(海面)存在強(qiáng)風(fēng)切變時(shí),上升氣流引起強(qiáng)烈發(fā)展的渦旋,進(jìn)而形成水龍卷。

“龍吸水”多發(fā)生在冷空氣移到暖水面的夏季下午或傍晚,由于其多發(fā)生在非超級(jí)單體環(huán)境,大多比陸龍卷強(qiáng)度弱,持續(xù)時(shí)間短,偶爾與狂風(fēng)暴雨、雷電冰雹、大浪等相生相伴。

從遠(yuǎn)處看,水龍卷就像一條長(zhǎng)長(zhǎng)的象鼻。這條“象鼻”是怎么形成的呢?

海水往往不會(huì)被吸入高空。我們看到的漏斗云或者“象鼻”主要是上升氣流中的水汽凝結(jié)形成的小水滴。水龍卷空氣旋轉(zhuǎn)的離心加速使得渦旋柱內(nèi)部氣壓比周圍環(huán)境更低,導(dǎo)致渦旋柱附近的上升氣流比外部更早凝結(jié)出小水滴,即可見的漏斗云。隨著龍卷風(fēng)發(fā)展加強(qiáng),龍卷中心水汽開始凝結(jié)的高度會(huì)逐漸下降,從而形成可見的自云底慢慢下伸至海面的漏斗云。類似陸地上龍卷風(fēng)在近地面會(huì)有被卷起的沙塵或碎屑,水龍卷在海面附近往往夾雜被卷起的水沫。

變暖的氣候孕育出更多水龍卷

水龍卷在全球海面上都有可能出現(xiàn),但某些區(qū)域由于特定的氣象和海洋條件,更容易出現(xiàn)水龍卷。美國(guó)佛羅里達(dá)州南部的珊瑚群島位于墨西哥灣內(nèi),是世界上最容易發(fā)生水龍卷的海域之一。據(jù)記錄,這片海域每年出現(xiàn)的水龍卷達(dá)數(shù)百個(gè)。大西洋百慕大三角也經(jīng)常發(fā)生水龍卷,增加了其神秘色彩。在我國(guó)南海西沙群島附近海域,夏秋季節(jié)也容易出現(xiàn)水龍卷。由于水龍卷往往出現(xiàn)在暖水面的積雨云下,因此比較“青睞”中低緯度的海域。

在全球“沸騰”時(shí)代,海洋溫度不斷攀升并刷新紀(jì)錄?;陂L(zhǎng)達(dá)173年的數(shù)據(jù)集來看,2015年至2022年是有記錄以來海洋最熱的8年。在此背景下,水龍卷會(huì)不會(huì)大規(guī)?!熬奂蹦兀?/p>

氣候變暖導(dǎo)致大氣中的能量和水汽增加,使得海表溫度升高,水汽蒸發(fā)加劇,為強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生提供了更多的水汽。這有利于積雨云的形成和發(fā)展,進(jìn)而可能促進(jìn)水龍卷的生成。另外,全球變暖可能影響海洋環(huán)流,導(dǎo)致某些區(qū)域的海水溫度、鹽度等發(fā)生變化,這些變化也可能間接影響水龍卷的生成頻率和空間分布。

可見,氣候變暖加劇確實(shí)為海洋生成水龍卷提供了一定程度的有利條件,但水龍卷的形成是一個(gè)復(fù)雜的天氣過程,受多種因素的共同影響。

隨著全球氣候變暖加劇,一些研究顯示,水龍卷等極端天氣事件的發(fā)生頻率可能在增加,特別是在易發(fā)生臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)的海區(qū),以及厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)的年份,水龍卷的發(fā)生次數(shù)顯著增多。氣候變暖導(dǎo)致的極端天氣事件不僅頻率增加,其影響范圍也可能擴(kuò)大,這會(huì)增加沿海地區(qū)和海上活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是,水龍卷的強(qiáng)度可能也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng),從而造成更嚴(yán)重的災(zāi)害和損失,對(duì)海上交通和漁業(yè)活動(dòng)構(gòu)成巨大威脅。

“捉龍”尚難但未來可期

水龍卷的“脾氣”非常暴躁——內(nèi)部風(fēng)速有時(shí)可超過每小時(shí)200公里,相當(dāng)于動(dòng)車的時(shí)速。水龍卷肆虐的瞬間能量十分驚人,它可以造成區(qū)域內(nèi)船只翻覆,對(duì)海上航行影響極大。如果船只和人員不幸遭到水龍卷的正面襲擊,后果將是毀滅性的。

有沒有辦法預(yù)測(cè)水龍卷的出現(xiàn)呢?

這是一個(gè)世界性的科學(xué)難題。水龍卷的預(yù)報(bào)依賴對(duì)氣象要素的綜合監(jiān)測(cè)、分析研判,包括低層垂直風(fēng)切變、水汽條件、不穩(wěn)定能量、風(fēng)暴相對(duì)螺旋度等環(huán)境參數(shù)。要追蹤水龍卷,首先需要收集這些氣象觀測(cè)資料。但海洋氣象觀測(cè)站點(diǎn)稀疏,獲取的觀測(cè)數(shù)據(jù)十分有限。

此外,相比臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋等,水龍卷的“個(gè)頭”實(shí)在太小——直徑一般在十幾米到上百米之間,生命周期也較短,一般為幾分鐘至半個(gè)小時(shí),最長(zhǎng)一般不超過1小時(shí)。這種尺度小、突發(fā)性和局地性強(qiáng)等特點(diǎn),使其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和提前量嚴(yán)重受限。即使在科技發(fā)達(dá)的美國(guó),龍卷風(fēng)預(yù)警的平均提前量也不到20分鐘,并且準(zhǔn)確率有限。

目前,基于現(xiàn)代氣象觀測(cè)技術(shù)和氣象科學(xué)理論的發(fā)展,可以對(duì)水龍卷的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行一定程度的預(yù)報(bào)預(yù)警。通過風(fēng)云氣象衛(wèi)星和氣象雷達(dá)的加密監(jiān)測(cè),結(jié)合人工智能算法等技術(shù)手段,可以預(yù)判龍卷風(fēng)的生成時(shí)間和區(qū)域。

龍卷風(fēng)移動(dòng)路徑一般為直線并呈現(xiàn)跳躍性前行特征,一會(huì)兒著地一會(huì)兒騰空,形狀垂直向下,當(dāng)上空風(fēng)力較大時(shí)順氣流方向適度傾斜,因此可根據(jù)傾斜方向來判斷其移動(dòng)路徑。在水面上遇到龍卷風(fēng),船只、人員要盡量避免靠近,及時(shí)向龍卷風(fēng)路徑垂直方向躲避。在陸地上,外出時(shí)若遇到龍卷風(fēng),要盡量遠(yuǎn)離大樹、電線桿,千萬(wàn)不要躲避到汽車?yán)铮詈玫降屯輩^(qū)域?qū)ふ颐荛]且狹小的空間藏身。身處室內(nèi)時(shí),務(wù)必遠(yuǎn)離門窗與外墻,選擇與龍卷風(fēng)方向相反的墻壁或小房間抱頭蹲下,及時(shí)切斷電源。最安全的地方莫過于混凝土建筑的地下室。

(作者:吳鵬?責(zé)任編輯:曹銳怡)

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