于 洋
(民航華北地區(qū)空中交通管理局河北分局,河北 石家莊 050000)
結(jié)合強(qiáng)對(duì)流天氣的氣象特征可知,這是一種變化莫測(cè)、難以預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的氣象類型,它在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有很明顯的變化烈度,也不會(huì)產(chǎn)生危害性,甚至可能就此消弭于無形;但是也有可能在經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展之后,它就會(huì)發(fā)展成龍卷風(fēng)那樣的12級(jí)強(qiáng)度的大風(fēng)災(zāi)害,或者冰雹、暴雨這樣的極端惡劣的降水天氣,給人民的財(cái)產(chǎn)和安全帶來損失,給我國國家建設(shè)和社會(huì)和諧穩(wěn)定帶來不良影響。所以,依靠先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和預(yù)測(cè)方法,做好強(qiáng)對(duì)流天氣的氣象預(yù)報(bào)工作,是我國氣象工作的當(dāng)務(wù)之急。
想要做好強(qiáng)對(duì)流的氣象預(yù)報(bào)工作,就應(yīng)該要先了解強(qiáng)對(duì)流天氣的定義,對(duì)其具體內(nèi)涵及氣象特征有一個(gè)具體的了解,才便于氣象工作者針對(duì)其特點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析,以及做好相對(duì)應(yīng)的氣象觀測(cè)和后續(xù)的預(yù)報(bào)預(yù)防工作。
強(qiáng)對(duì)流天氣是指伴隨著雷暴現(xiàn)象而產(chǎn)生的對(duì)流行大風(fēng)(平均風(fēng)速≥17.2 m/s) 、冰雹或者短時(shí)性的強(qiáng)降水天氣,其一般都會(huì)發(fā)生在中小尺度的天氣系統(tǒng),空間尺度較小,一般發(fā)生在水平范圍不超過200~300 km,有一些規(guī)模較小的強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生范圍甚至于只有幾十米至幾公里。這種短時(shí)性的天氣,具有明顯的突發(fā)性,其持續(xù)時(shí)間不等,通常情況下會(huì)持續(xù)一小時(shí)以上至十幾個(gè)小時(shí),較短的甚至只有勉強(qiáng)可以觀測(cè)到的幾分鐘。強(qiáng)對(duì)流天氣的主要?dú)庀筇卣饔挟a(chǎn)生的時(shí)間規(guī)律變化不等、變化規(guī)律不定,
強(qiáng)對(duì)流天氣的典型氣象特征就是其產(chǎn)生時(shí)間不等、變化規(guī)律不定,由于其是伴隨著雷暴這樣的劇烈天氣現(xiàn)象而產(chǎn)生的對(duì)流大風(fēng)天氣,它具有很明顯的突發(fā)性,經(jīng)常是突然出現(xiàn)并且迅速形成一定天氣變化烈度,然后會(huì)有長短不一的持續(xù)時(shí)間,最后消失。目前,氣象學(xué)界對(duì)其的成因初步推測(cè)為,其是由于發(fā)生在上層大氣層空間內(nèi)空氣間劇烈的垂直運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的,而空氣間的劇烈垂直運(yùn)動(dòng)則是由于來自地面或近地面的長波輻射加熱大氣,使得空氣間產(chǎn)生了密集的接觸進(jìn)而導(dǎo)致的,其中,全球變暖也是主要的長波輻射來源?;谶@樣的成因,就使得強(qiáng)對(duì)流天氣會(huì)有產(chǎn)生時(shí)間不等、變化規(guī)律不定的氣象特征,而無法進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)也給氣象工作者對(duì)于強(qiáng)對(duì)流氣象的氣象預(yù)報(bào)工作制造了很大的難度。
強(qiáng)對(duì)流天氣的次生災(zāi)害和表現(xiàn)形式之一就是龍卷風(fēng),它是一種由雷暴云層底部延伸出來直至地面的漏斗狀卷云,是一種運(yùn)動(dòng)速度極快的強(qiáng)烈的旋風(fēng),其風(fēng)力等級(jí)可達(dá)到12級(jí)的強(qiáng)度,最大風(fēng)力速度可至100 m/s,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通強(qiáng)對(duì)流天氣平均風(fēng)速的17.2 m/s,其一般伴隨著雷雨或者冰雹而來。由于其產(chǎn)生的征兆很不明顯,且運(yùn)動(dòng)速度極快,所以對(duì)于其行進(jìn)路線的氣象預(yù)測(cè)工作就很困難,這也是強(qiáng)對(duì)流天氣氣象預(yù)報(bào)工作困難的原因之一。
強(qiáng)對(duì)流天氣由于其常常伴隨著雷暴、大風(fēng)等出現(xiàn),還會(huì)產(chǎn)生諸如颮線帶來的狂風(fēng)暴雨、龍卷風(fēng)帶來的12級(jí)強(qiáng)風(fēng)、冰雹、雷雨等天氣現(xiàn)象或氣象災(zāi)害,所以破壞力強(qiáng)也是它的氣象特征之一。強(qiáng)對(duì)流天氣災(zāi)害大體上可以歸納為風(fēng)害、澇害、雹害。風(fēng)害主要體現(xiàn)在龍卷風(fēng)過境之處,會(huì)對(duì)周遭一定范圍內(nèi)的樹木、建筑結(jié)構(gòu)較為不穩(wěn)定的房屋建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、行人等造成傷害,會(huì)使得當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受嚴(yán)重破壞,給我國人民財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。
強(qiáng)對(duì)流天氣的天氣變化快、變化劇烈也是其典型特征之一,在強(qiáng)對(duì)流天氣中,它可以由最初的小范圍內(nèi)的空氣變化衍生成波及范圍幾十公里的強(qiáng)龍卷風(fēng)天氣,甚至是波及范圍達(dá)到上百公里的超強(qiáng)雷暴天氣,然后又會(huì)縮小至小范圍的短時(shí)降雨,直至消失。從出現(xiàn)一直到消失,有時(shí)僅僅持續(xù)幾個(gè)小時(shí),波及范圍和形態(tài)變化卻會(huì)發(fā)生劇烈的改變,這也使得這種中小程度的天氣系統(tǒng)在預(yù)報(bào)上存在一定的難度。
雖然我國的氣象觀測(cè)和氣象預(yù)報(bào)事業(yè)起步比較晚,使得我國無論是在天氣資料的觀測(cè)、記錄建檔工作上,還是在提前預(yù)報(bào)、預(yù)讀、預(yù)防等工作上,水平上都要比西方的發(fā)達(dá)國家略低一些,但是我國在這項(xiàng)工作上的重視程度卻是相當(dāng)之高,投入力度也是相當(dāng)之大。目前,我國已經(jīng)擁有世界一流的氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng),擁有從“上”到“下”的氣象科學(xué)觀測(cè)體系,在“上”我國擁有先進(jìn)的極地軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-1”號(hào)與對(duì)地靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-2”號(hào)組成的中國氣象衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng),能夠?qū)θ蚍秶鷥?nèi)的氣象要素和天氣現(xiàn)象業(yè)務(wù)提供觀測(cè)服務(wù),使得我國擁有了極為完備的天基氣象觀測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段;在“下”我國也在各地建立了完善的各級(jí)氣象觀測(cè)機(jī)構(gòu)和部門用于監(jiān)測(cè)各地的氣象變化和日常觀測(cè)記錄工作。這樣自上而下的全方位氣象觀測(cè)體系,能夠?qū)Τ霈F(xiàn)在我國領(lǐng)空的氣象現(xiàn)象做出精確地、高分辨度地遙感觀測(cè)。
對(duì)于強(qiáng)對(duì)流天氣,基于我國擁有的高精確度氣象觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng),和各地區(qū)完備的氣象觀測(cè)機(jī)構(gòu),理論上來說基本能夠做到提前檢測(cè)到其產(chǎn)生,但是就目前的實(shí)際工作現(xiàn)狀而言,由于強(qiáng)對(duì)流天氣所具備的異常的復(fù)雜性,所以能夠做到監(jiān)測(cè)出其產(chǎn)生,但卻并不能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出其后續(xù)幾小時(shí)甚至未來二十四小時(shí)內(nèi)的行進(jìn)路線、發(fā)展趨勢(shì)以及可能存在的破壞性,可能造成的自然災(zāi)害程度等問題,這說明我國當(dāng)下的氣象預(yù)報(bào)方法還存在一定的缺陷,這就警示我國的氣象工作者應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)這一工作的研究和實(shí)踐,力爭能夠?qū)?qiáng)對(duì)流天氣做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
基于強(qiáng)對(duì)流天氣擁有不同強(qiáng)度的變化形式,它的發(fā)展強(qiáng)度很小時(shí)對(duì)我們而言不過只是一次雷暴伴生出的空氣變化活動(dòng),是一個(gè)很正常的、時(shí)間很短的、作用范圍很小的氣象現(xiàn)象,而當(dāng)它的發(fā)展強(qiáng)度波及幾十公里甚至上百公里時(shí),就有可能演變成一場(chǎng)持續(xù)幾十小時(shí)或者幾天之久的攜帶著冰雹、高強(qiáng)度降水、雷暴、龍卷風(fēng)以及冷空氣而來的綜合性的大范圍自然惡劣性天氣,而后者對(duì)于我國局部地區(qū)而言,則是一場(chǎng)能夠嚴(yán)重威脅到社會(huì)安定、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人畜安全,危害到人民財(cái)產(chǎn)生命安全的較大的自然災(zāi)害,所以,對(duì)于這樣的自然災(zāi)害,更早地做好氣象質(zhì)量預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工作,能夠給各地政府爭取到足夠多的時(shí)間,做好公民的避災(zāi)避難安排管理工作,以及給周邊城市提供緩沖的時(shí)間,做好信息通報(bào)以及各級(jí)預(yù)警工作。因此,做好強(qiáng)對(duì)流天氣的氣象預(yù)報(bào)工作對(duì)于我國國家安定和人民財(cái)產(chǎn)安全而言,具有重要意義,能夠使各級(jí)政府機(jī)關(guān)做好自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警工作,能夠使我國公民擁有充足的時(shí)間來應(yīng)對(duì)可能存在的大范圍自然災(zāi)害,能夠盡量把各種損失降到最小。
為了做好強(qiáng)對(duì)流天氣的氣象預(yù)報(bào)工作,要根據(jù)不同的強(qiáng)對(duì)流天氣變化特點(diǎn),來做好相對(duì)應(yīng)的技術(shù)觀測(cè)工作,對(duì)于普通的、小范圍、短時(shí)長的強(qiáng)對(duì)流現(xiàn)象,只需做好跟蹤觀測(cè)記錄即可,而對(duì)于雷暴、冰雹、龍卷風(fēng)、大到暴雨等易發(fā)生在春夏季節(jié)等降水集中的季節(jié)的高烈性自然天氣和自然災(zāi)害天氣,則應(yīng)在其發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展速度超出境界閾值之前做好特殊氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作,并持續(xù)追蹤觀測(cè)其進(jìn)一步發(fā)展變化,一般隨時(shí)做好下一個(gè)階段的預(yù)警預(yù)報(bào)。
以做好強(qiáng)對(duì)流天氣中的雷暴天氣的氣象預(yù)報(bào)工作的途徑及要點(diǎn)為例。
雷暴天氣由于會(huì)伴隨著雷電和暴雨,其中暴雨具有發(fā)展范圍大、涉及地域廣以及變化不穩(wěn)定的特點(diǎn),而因?yàn)槠淦毡槌霈F(xiàn)在春夏秋交際時(shí)節(jié),降水量迅猛,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使河水水量迅速上漲至警戒水位甚至涌過河岸線,給兩岸的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和房屋建筑等造成損害;而雷電天氣則會(huì)產(chǎn)生不定時(shí)不定點(diǎn)的落雷現(xiàn)象,有一定概率產(chǎn)生自然災(zāi)害,但也不可掉以輕心。所以這也就要求我國的氣象預(yù)報(bào)工作者,要借助先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)和技術(shù)設(shè)備,做好雷雨天氣預(yù)報(bào)工作。
具體途徑和要點(diǎn)包括:首先通過當(dāng)前監(jiān)測(cè)到的氣象數(shù)據(jù),包括大氣壓強(qiáng)、溫度變化、大氣環(huán)流、降水量等數(shù)據(jù),通過使用這些數(shù)據(jù)與過去同時(shí)期記錄到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,來初步判斷目前的雷雨天氣是否會(huì)繼續(xù)惡化和發(fā)展,依據(jù)這個(gè)判斷來進(jìn)行下一步的工作;依據(jù)上述判斷,運(yùn)用雷雨綜合預(yù)報(bào)方法,結(jié)合數(shù)值模式、統(tǒng)計(jì)學(xué)算法加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建出雷雨發(fā)展趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)圖表,并加上降水量、落雷量等圖例變化,以便觀測(cè)者能夠清晰地判斷出雷雨的下一步變化趨勢(shì),而這個(gè)時(shí)候,就已經(jīng)可以做好是否發(fā)出氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的決定了。
基于此,做好強(qiáng)對(duì)流天氣的氣象預(yù)報(bào)工作,不僅要借助于氣象衛(wèi)星等先進(jìn)的氣象觀測(cè)技術(shù)設(shè)備,具有實(shí)踐性意義的過去的強(qiáng)對(duì)流天氣的記錄數(shù)據(jù)也可以提供借鑒作用,而且還要進(jìn)行一系列的觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析、測(cè)算,總結(jié)判斷其發(fā)展趨勢(shì),才能確定其是否會(huì)發(fā)展成具有重大破壞性的自然災(zāi)害,然后才能夠做好強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)工作。