關(guān)注龍卷將我國(guó)激烈天氣研究引向深入
——記2020年全國(guó)龍卷學(xué)術(shù)交流會(huì)

■ 賈朋群 李兆明

2020年11月17—18日，2020年全國(guó)龍卷學(xué)術(shù)交流會(huì)在美麗的佛山市南海區(qū)召開(kāi)，來(lái)自全國(guó)12個(gè)?。▍^(qū)、市）的氣象業(yè)務(wù)部門(mén)以及北京大學(xué)、中山大學(xué)、成都信息工程大學(xué)等高校近140位學(xué)者就龍卷研究、災(zāi)調(diào)、模擬等多個(gè)主題，以大會(huì)報(bào)告和分會(huì)場(chǎng)報(bào)告（線上和線下）方式，開(kāi)展了較為深入的交流。會(huì)議還增加了龍卷災(zāi)調(diào)培訓(xùn)講座，深受到會(huì)青年學(xué)者的歡迎。

目前，美國(guó)是世界上龍卷發(fā)生最多的國(guó)家，實(shí)際上，在二次大戰(zhàn)前，歐洲對(duì)龍卷的研究要多于美國(guó)，同時(shí)形成了針對(duì)龍卷的統(tǒng)計(jì)，對(duì)其起因研究形成了不同學(xué)派（圖1）。來(lái)到近代，因?yàn)辇埦碓诿绹?guó)最頻繁出現(xiàn)且隨著探測(cè)和預(yù)報(bào)技術(shù)的進(jìn)步，龍卷預(yù)報(bào)氣象業(yè)務(wù)逐步在美國(guó)氣象部門(mén)形成（參見(jiàn)本期姚聃等文章）。

圖1 歐洲900多年龍卷發(fā)生的統(tǒng)計(jì)（左）和解釋龍卷成因的3個(gè)主流學(xué)派（右）

在中國(guó)，近年來(lái)因?yàn)辇埦韼缀趺磕旯忸?，且造成較為嚴(yán)重的生命和財(cái)產(chǎn)損失，氣象學(xué)界一直對(duì)龍卷興趣不斷。一方面，如佛山市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)黨組書(shū)記、主席鄭偉雄在會(huì)議致辭中所言，龍卷可以與地震、海嘯并列，是給人類(lèi)帶來(lái)巨大災(zāi)難卻難以預(yù)報(bào)的自然災(zāi)害；另一方面，近年來(lái)包括自動(dòng)氣象站和天氣雷達(dá)在內(nèi)的我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)的完善，以及改進(jìn)的強(qiáng)對(duì)流模擬能力，為包括龍卷在內(nèi)的中小尺度天氣災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)帶來(lái)希望。這些進(jìn)步直接帶來(lái)了針對(duì)龍卷業(yè)務(wù)進(jìn)步：從以災(zāi)害發(fā)生的事后分析為主，轉(zhuǎn)到試圖借助最新的探測(cè)和龍卷規(guī)律認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)報(bào)預(yù)警。

1 新探測(cè)平臺(tái)捕捉龍卷信息，為預(yù)報(bào)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

龍卷是生命期一般在30 min左右，最長(zhǎng)伴隨其附著的系統(tǒng)可以維持?jǐn)?shù)小時(shí)。龍卷的活動(dòng)區(qū)域一般在數(shù)十千米范圍內(nèi)。目前較為成熟的天氣預(yù)報(bào)模式，因?yàn)槟Ｊ礁窬嘁话阍?0 km左右和數(shù)小時(shí)的時(shí)間更新尺度，以及模式對(duì)中小尺度動(dòng)力和熱力過(guò)程解析能力的限制，真實(shí)的龍卷，甚至是類(lèi)似的流場(chǎng)等，在模式結(jié)果輸出中都難見(jiàn)其蹤影。龍卷預(yù)報(bào)必須在研究層面上，借助時(shí)空分辨率更高和分辨率更好的模式，開(kāi)展研究和試驗(yàn)性預(yù)報(bào)。

全球最早開(kāi)展國(guó)家天氣雷達(dá)網(wǎng)建設(shè)的美國(guó)，也同時(shí)是世界上龍卷發(fā)生最多的國(guó)家，中國(guó)氣象局許小峰研究員在會(huì)上介紹的美國(guó)新一代雷達(dá)網(wǎng)設(shè)備上，龍卷成為這類(lèi)專(zhuān)門(mén)探測(cè)設(shè)備的重要標(biāo)簽（見(jiàn)本期3頁(yè)圖1）。同時(shí)指出天氣雷達(dá)在氣象監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展中仍將處于難以取代的地位，需要在發(fā)展布局中優(yōu)先考慮，保持其生命力和先進(jìn)性。

2 識(shí)別龍卷需要得到各種中小尺度強(qiáng)對(duì)流天氣的精確素描

本次會(huì)議很大比例的報(bào)告，涉及到災(zāi)調(diào)這一針對(duì)龍卷天氣獨(dú)有的研究方式。災(zāi)調(diào)既是確定是否發(fā)生龍卷及其等級(jí)的最令人信服和科學(xué)的方式，更是精確給出風(fēng)災(zāi)損失不可或缺的程序。會(huì)議很多報(bào)告將災(zāi)調(diào)結(jié)果與雷達(dá)監(jiān)測(cè)對(duì)比開(kāi)展分析，這些分析得到的啟發(fā)，對(duì)于一線預(yù)報(bào)員無(wú)疑最有意義。當(dāng)然，如許小峰介紹，美國(guó)很多龍卷案例的精確認(rèn)知，得益于“追風(fēng)者”無(wú)畏的更專(zhuān)業(yè)化和實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的一手資料，這些資料的獲知并與雷達(dá)數(shù)據(jù)相互印證，能夠得到更加詳實(shí)的事實(shí)，甚至成為說(shuō)服美國(guó)國(guó)會(huì)投資的最重要依據(jù)。本次會(huì)議揭示的中國(guó)龍卷多發(fā)地區(qū)，尤其可稱為龍卷小型“通道”的，分別位于以佛山為中心的珠江三角平原地區(qū)、江浙和東北。未來(lái)，也還會(huì)出現(xiàn)一些專(zhuān)業(yè)的中國(guó)追風(fēng)志愿者隊(duì)伍，為龍卷等強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)帶來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)會(huì)。

圖2 近年來(lái)我國(guó)龍卷高發(fā)的3個(gè)地區(qū)

3 龍卷預(yù)警在佛山等地入列氣象業(yè)務(wù)，引領(lǐng)強(qiáng)對(duì)流天氣的深刻認(rèn)知

業(yè)務(wù)化龍卷預(yù)報(bào)的成熟，需要科研持續(xù)陪伴，是典型的研究型業(yè)務(wù)。正如國(guó)家氣象中心鄭永光研究員在報(bào)告中發(fā)問(wèn)：（業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的）關(guān)鍵信號(hào)在哪兒？回答這個(gè)問(wèn)題學(xué)者有自己的感覺(jué)，或許為未來(lái)研究方法的多樣性描繪了藍(lán)圖。如鄭永光對(duì)AI技術(shù)寄予希望；而美國(guó)俄克拉何馬大學(xué)薛明教授在遠(yuǎn)程視頻報(bào)告中則瞄準(zhǔn)了渦度，尤其是針對(duì)低層龍卷渦度來(lái)源進(jìn)行深耕，期待更準(zhǔn)確地把握龍卷發(fā)生機(jī)制。不管怎樣，北京大學(xué)孟智勇教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)近年來(lái)龍卷發(fā)生地的統(tǒng)計(jì)，給出的全國(guó)龍卷高發(fā)“窗區(qū)”或者小“走廊”（圖2）已經(jīng)引起了氣象部門(mén)重視，個(gè)例積累到一定程度的少數(shù)地區(qū)，如會(huì)上交流的信息表明，在佛山和江蘇部分地區(qū)業(yè)務(wù)化龍卷預(yù)報(bào)已經(jīng)在路上。其中，佛山市龍卷風(fēng)研究中心黃先香首席介紹了業(yè)務(wù)化龍卷預(yù)報(bào)的流程，是我國(guó)氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)延伸到龍卷的重要標(biāo)志。誠(chéng)然，會(huì)上嘗試開(kāi)展預(yù)報(bào)試驗(yàn)的業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，都如實(shí)給出預(yù)報(bào)各種指標(biāo)，既有成功預(yù)報(bào)的喜悅，也有誤報(bào)、空?qǐng)?bào)的不解與遺憾。但是這些數(shù)字在業(yè)務(wù)初創(chuàng)期是必然的，手里每年有比中國(guó)多10倍以上個(gè)例的美國(guó)同行，目前龍卷空、誤報(bào)次數(shù)也在量級(jí)上等同于準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。更何況黃先香首席介紹的業(yè)務(wù)化流程，目前還主要基于距離佛山較遠(yuǎn)的廣州雷達(dá)，而佛山最新建成并成功業(yè)務(wù)化的7部（很快更新到9部）相距30 km的相控雷達(dá)陣列的投入使用，讓人們有了更多期待，甚至彎道超車(chē)也不算意外，這是多數(shù)會(huì)議代表在佛山市龍卷風(fēng)研究中心了解到其最新業(yè)務(wù)能力后心中的感悟和期盼。

本次全國(guó)龍卷學(xué)術(shù)交流會(huì)是我國(guó)氣象行業(yè)首次以龍卷為專(zhuān)題的學(xué)術(shù)盛會(huì)，包括特邀報(bào)告16個(gè)、專(zhuān)題報(bào)告22個(gè)，覆蓋面較廣，總共吸引了13萬(wàn)人次在網(wǎng)上參會(huì)，是2020年末得到學(xué)界和業(yè)界廣泛關(guān)注的成功交流。會(huì)后，與會(huì)專(zhuān)家還前往佛山市龍卷風(fēng)科普展廳進(jìn)行調(diào)研，重點(diǎn)了解佛山在龍卷等強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)、預(yù)警試驗(yàn)、科研攻關(guān)、災(zāi)害調(diào)查等研究成果。正如廣東省氣象局梁建茵研究員在開(kāi)幕式致辭中指出的，作為國(guó)內(nèi)首次專(zhuān)注于龍卷的學(xué)術(shù)會(huì)議，今后要辦下去，并吸引全球目光、打造平臺(tái)和品牌。中國(guó)龍卷人用不多的案例，已經(jīng)開(kāi)啟了高起步的龍卷以及相關(guān)的強(qiáng)對(duì)流研究。