龙卷风研究中心满周岁要预警至少等三年 各项设备还未到位,新办公场所明年启用

发布日期:2014-10-20阅读:1656 次

    研究中心目前还是以科研为主

 

    想要具备预警能力,至少要“沉淀”三年

 

    国外龙卷风数值模式还需“入乡随俗”

 

    绿色。低碳。生活

 

    南都讯 佛山龙卷风研究中心成立于去年8月,是国内第一家龙卷风研究中心,通过科研为龙卷风防御和减灾助力是该研究中心设立的目的。即将满周岁的研究中心,已经运作得如何?负责人炎利军称,研究中心各项工作已经全面铺开,新的办公场所将在明年正式投入使用,新购置的气象仪器设备将在那之后安装在新办公地点。今后三年,龙卷风研究中心的工作内容是对龙卷风的雷达监测、龙卷风资料整理、龙卷风孕育机理分析、龙卷风数值模拟试验、龙卷风科普馆建设等。

 

    在龙卷风多发的美国,由于龙卷风发生前十几分钟气象部门能发布预警,国民可以提前准备预防措施,将损失降低。而国内对于龙卷风的研究仍处于探索阶段,预警还需等3年以后。

 

    低调的机构

 

    首次在微博上发声反馈冷清

 

    7月18日,一条标题为“龙踪觅影”的微博出现在佛山市气象局的官方微博上,“龙卷风影像有奖征集:市气象台预计今晚到明天我市有可能出现龙卷风。一旦发现龙卷风,在确保人身安全的情况下,希望您拿起手机或摄影器材,捕捉龙卷风的身影并发至2765096360@ qq.com.您的视频或照片经确认,视质量高低将获得最高1000元奖励。电话82812121.”落款是“佛山龙卷风研究中心”。

 

    这是这个略带神秘感的科研单位成立近一年来首次在微博上发声。龙卷风研究中心成立于2013年8月,办公地点位于禅城区气象大厦13楼,目前在编人员5人,均具有硕士及以上文凭,负责人为佛山市龙卷风研究中心主任、高级工程师炎利军,他还同时兼任市气象台台长职务。

 

    微博发布时,正值台风“威马逊”准备在海南登陆,台风外围云团给佛山带来降雨和大风。从历史统计资料分析和经验判断上看,由台风引起龙卷风的案例在珠三角地区并不少见,“就像一个大旋涡套了个小旋涡”,炎利军说。当时他和同事们预计,在“威马逊”影响下,佛山有可能会产生龙卷风。但是微博发布多日之后,反馈的情况令人失望,没有市民向研究中心反馈龙卷风相关的信息。可能是龙卷风没有发生在佛山,也可能是龙卷风发生在无人观测的位置,还有可能是龙卷风根本没有发生,炎分析原因称。

 

    善变龙卷风

 

    “尤特”来时有预测结果去了东莞

 

    无独有偶,2013年8月中旬“尤特”台风影响广东时,炎利军和同事根据“尤特”的特征和历史统计分析,于8月13日预测“佛山14日20时-15日20时出现‘龙卷风’可能性很大”。尽管在预测时段内珠三角的确出现了龙卷风,只是龙卷风却发生在了东莞。

 

    事实上在目前的气象观测条件下,不仅无法准确预测龙卷风的到来,还往往需要后期勘查来确定龙卷风的存在。2012年4月18日发生在三水区的龙卷风,就由来自省、市气象台的专家来进行现场调查。炎利军透露,判断是否发生龙卷风,需要多方面信息的综合判断,比如现场研究观察当地的树木、庄稼等灾害物是否出现旋转倒伏结构、目击者的龙卷风描述等。此外,还要根据多普勒天气雷达资料分析,以及影响的范围、路径等来综合判断。

 

    技术难题

 

    龙卷风尺度太小“生命”太短

 

    从2006年到2012年4月,佛山地区据报道的龙卷风至少发生13次,多于官方统计,而且发生时均有人目击。事实上龙卷风诡异莫测,经常是骤然生成于雷暴天气之中,狂暴肆虐几分钟便迅速消失。由于它持续时间短,波及范围小,所以人们极少能亲眼目睹、亲身感受。那些没有出现人们视野内的龙卷风为什么没有纳入统计呢?

 

    事实上龙卷风即使出现在多普勒天气雷达中,也无法被直接观察到。龙卷风难以被传统气象观测发现的原因是,它的“尺度”太小了。气象学中,一般把水平范围在几百米到几十公里,生命期只有几十分钟至两三小时的天气系统,称为小尺度天气系统,而龙卷风的尺寸多在几百米左右,生命周期往往只有数分钟。目前市气象台使用的天气雷达图来自于S波段的多普勒雷达,这种雷达图像的最高分辨率是1公里,“而龙卷风在雷达图上看比马赛克格子大小的点还要小。”炎利军说,有时候雷达上可以辨识出旋涡的特征,但是无法确认是否真的发生了龙卷风。因为当有龙卷风时,总有一条直径从几十米到几百米的漏斗状云柱从天空中的对流云云底盘旋而下,有的能够伸达地面,在地面引起灾害性的风称为龙卷风;而有些旋涡只是在空中,没有接触地面或者没有在地面产生灾害性风,就只能称为空中漏斗云。

 

    而对龙卷风的预测难度远大于观测。在广东地区,观测到的大部分龙卷风发生在前汛期4到6月份,多是由强对流天气引起的。气象台对强对流天气的预警已经有一套比较成熟的体系,可以做到提前数小时发布。但是强对流天气包括了短时强降雨、雷雨大风、冰雹、龙卷风等天气现象,具有突发性强、强度大、持续时间短等特点,因此精确预报出灾害种类的难度非常大。

 

    前景可期

 

    3台雷达可1分钟扫描一次佛山

 

    炎利军告诉记者,为了解决观测龙卷风难问题,研究中心将在今年安装一部X波段多普勒天气雷达,明年再安装两部该类型的天气雷达。这种X波段的多普勒雷达最高分辨率可达到75米,三台全部架设完毕后,佛山行政区上空每分钟都可以被扫描一次。“雷雨云团被检测到后,其内部可能有雷暴、大风、龙卷、冰雹、短时强降雨等类型,分辨率提高之后,对云团内部的结构研究能更细。因此,这种布网的X波段多普勒天气雷达,一方面有望实现对龙卷风的监测‘捕捉’能力;另一方面对雷暴天气的预警也有很大帮助。”炎利军透露,每台雷达的成本大概在300万左右,由于雷达监测精度高、覆盖小,覆盖佛山全境至少需要三台。其中,第一台X波段的多普勒雷达年底有望安装调试,明年汛期前就能投入使用了。这种固定式的高精度小型多普勒雷达,在省内是第一家。除此之外,研究中心还在布点建设风廓线仪,可实现对大气垂直风场等要素的探测,其观测的数据也将成为龙卷风研究的一部分。

 

    中心工作人员李兆慧硕士在美国访问期间学习了一套龙卷风尺度的数值预报模式。在龙卷风重灾区的奥克拉荷马州,科研人员通过数值预报可以较为精准地预测龙卷风,但是佛山想引用国外的龙卷风尺度数值模式来预报龙卷风,则还需“入乡随俗”。“佛山的地形、气温、大气环流等条件和美国不同,所以必须要相应地对这套模型进行调试和修改。”李兆慧硕士说,美国的龙卷风尺寸大于佛山出现的龙卷风,破坏程度也有区别。数值模式的本地化具有一定的难度,需要运用大量的佛山龙卷风的数据进行模拟和调试。“如果能用历史的观测数据进行数值模拟,还原之前发生过的龙卷风,这是龙卷风数值模拟研究的基础,但是关于龙卷风历史个例的观测数据正是目前所欠缺的。”

 

    招兵买马

 

    全是硕士以上人才还有4空位

 

    有了实验仪器和试验方式,接下来就是搞科研的人才。据了解,目前研究中心总共有10个编制,炎利军称,已经入职的5名工作人员,都具有研究生以上的学历,“现有人员来自于中山大学、南京信息工程大学、云南大学等的气象学专业,马上将有一个博士来入职,还空缺的编制名额将对高层次气象学方面的人才虚位以待。”

 

    炎利军称,研究中心目前还是以科研为主,想要具备预警能力,至少要“沉淀”三年。

 

    佛山龙卷风档案

 

   2006-2013年

 

    平均每年1.2次

 

    特大龙卷风:2006年8月4日

 

    狮山、大沥,6人死亡,172人受伤

 

    龙卷风长啥样

 

    总有一条直径从几十米到几百米的漏斗状云柱从天空中的对流云云底盘旋而下,有的能够伸达地面,在地面引起灾害性的风称为龙卷风;

 

    而有些旋涡只是在空中,没有接触地面或者没有在地面产生灾害性风,就只能称为空中漏斗云。

 

    难被“捕捉”的原因

 

    1尺度小:尺寸只有几百米,生命周期几分钟

 

    2现有仪器太“粗放”:S波段的多普勒雷达,最高分辨率是1公里,龙卷风在雷达图上只有马赛克格子大小。

 

    将来会有的探测仪器

 

    X波段的多普勒雷达,最高分辨率可达到75米,三台机器可以每分钟在佛山行政区上空扫描一次。

 

    雨滴谱仪、移动气象站、高速摄影系统等。

 

    美国奥克拉荷马VS中国佛山

 

    科研水平

 

    奥克拉荷马

 

    已从龙卷风的外部形态及其环境场特征过渡到研究其内部的结构机理特征。

 

    佛山

 

    研究中心成立仅一年,还停留在探索阶段。

 

    装备

 

    奥克拉荷马

 

    相阵控雷达、双偏振雷达、高速的摄像机、探空廓线仪、无人驾驶飞机、移动气象站、雨滴谱仪等。

 

    佛山

 

    研究仪器还是以多普勒雷达为主,将布置雨滴谱仪,移动气象站、高速摄影系统等。

 

    预警能力

 

    奥克拉荷马

 

    提前10天可以做到强对流天气的预报,提前3天可以有较准确的龙卷风预报,龙卷风预警的发出时间平均为14分钟,漏报率较低。14分钟就足够当地居民到达龙卷风避难所躲避龙卷风的袭击。预警通过电视新闻传播为主,兼有短信、电话提醒、以及社区喇叭警报等。

 

    佛山

 

    预警还需等3年

 

    民众参与程度

 

    奥克拉荷马

 

    民间气象爱好者当志愿者,科研机构会对志愿者进行技能培训,而这些志愿者则为科研机构提供第一手的监测资料或者龙卷风的拍摄视频。

 

    佛山

 

    “龙踪觅影”微博发布后,有部分民众询问情况。

 

    留美硕士:

 

    美国“风之乡”长这样

 

    李兆慧是佛山龙卷风研究中心的工作人员,她在中国气象科学研究院获得硕士学位,研究方向是中小尺度气象学;在今年三月入职研究中心前,她在美国奥克拉荷马大学交流学习一年,研究方向为龙卷风的数值模拟研究。

 

    据了解,奥克拉荷马位于美国中部大平原,是龙卷风常被袭击的地区之一,是研究龙卷风的“前沿阵地”。李兆慧告诉记者,政府很愿意为龙卷风研究提供资金,因此奥克拉荷马汇聚了一批国内顶尖的强对流天气的研究机构,其设备也是非常专业。

 

    在奥克拉荷马一年下来,李兆慧告诉记者,奥克拉荷马当地对龙卷风预警比较领先,就像常规的天气预测一样,当地居民对龙卷风的防范意识很高,愿意主动接受与龙卷风相关的信息。在美国,还存在一类被称为“志愿者”的民间气象爱好者。李兆慧硕士称,美国的科研机构会对志愿者进行技能培训,而这些志愿者则为科研机构提供第一手的监测资料或者龙卷风的拍摄视频。“气象部门每年都会收到大量的志愿者的灾情报告,可密切关注龙卷风的破坏力情况。”

 

    记者手记

 

    做另一个地震局有何不好?

 

    时间真快,全国第一个龙卷风研究中心———佛山龙卷风研究中心成立快一年了,而当年对研究中心的吐槽似乎还萦绕于耳边。

 

    有网友认为,目前美国那么发达的国家,对龙卷风都无能为力,佛山成立龙卷风研究中心就是一种资源浪费。也有网友认为,龙卷风研究中心不能做预报,干的是“事后诸葛亮”的活,就像“地震局”,不如解散算了。

 

    但是事实上正如网友所说吗?

 

    龙卷风的预测是世界性难题。但是在美国,提前十几分钟发布龙卷风预警是可以做到的,在这段宝贵时间内,人们就能找到庇护所躲起来,显然,“美国对龙卷风都无能为力”的说法并不靠谱。然而美国准确预测龙卷风的能力也不是一朝一夕就具备的,美国对龙卷风的研究已经长达数十年,与此相比,佛山对龙卷风的研究才刚起步。

 

    是不是龙卷风研究太难,就可以不在这方面“浪费”资源呢?我想那些被龙卷风夺取生命者的家属们,肯定认同研究龙卷风的必要性。几乎每年佛山都会发生龙卷风,发生在谁头上,谁都不知道,科研本身是烧钱的,很难讲求经济效益。对纳税人而言,投钱搞龙卷风研究,本质上是花钱免灾的做法。

 

    质疑研究中心是“地震局”的网友,则能感觉到带有对地震局的偏见。事实上地震局是科研为主的单位,预测并不是其主项。而龙卷风研究中心刚成立不久,功能接近于像地震局搞研究,而不是像气象局做预报。如果研究中心恪尽职守,做好龙卷风监测、分析、模拟、科普等分内工作,即使被称为地震局也没什么不好。

 

    也有人说,龙卷风研究中心目前只做观测龙卷风、模拟龙卷风,研究这样的东西有什么用?这个问题,在数百年前法拉第发现电磁感应时,也有人问过。百年后人类将电磁感应应用在生活中方方面面,成为人人都不可或缺的重要技术。当然龙卷风技术的应用不需要百年这么久,但是佛山龙卷风研究中心也不可能一口气吃成胖子。观测龙卷风、模拟龙卷风都是为了预测龙卷风做准备,这是一个量变引起质变的过程。

 

    采写:南都记者 张驰 南都制图:柴丹


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