2021年网络灾调进展与反思

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综述

2021年,”龙卷”一词频繁登上国内热搜,从长江中下游的”5.14-5.15″到华北地区”7.11-7.12″”6.25″等龙卷序列过程,另有”6.1尚志””7.2西哲里木”等较强个例,无论对业内还是爱好者群体而言都是记忆犹新的一年。

官方统计数据
论文截图
论文截图

但是受技术等因素限制,我国长期缺少一个完整的龙卷数据库,导致往年大量龙卷信息遗失,其中不乏破坏力极大的猛烈龙卷(如2017年7/18绥棱-伊春、2017年6/9长白山北坡等),这是在未来的发展建设中不得忽视的潜在的龙卷威胁。因此为了便于未来统计参考,多位气象爱好者自发开展了针对国内龙卷的”网络灾调”并取得了一定进展。

  经过信息收集、辨别与分析,我们最终保留了200余次龙卷(含水龙卷/陆龙卷)与疑似龙卷个例。期间共收集相关视频近千段,估测了19个龙卷的路径,并对3个龙卷(514苏州盛泽、625内蒙古太仆寺旗、702内蒙古西哲里木)开展了实地考察。

 经过信息收集、辨别与分析,我们最终保留了200余次龙卷(含水龙卷/陆龙卷)与疑似龙卷个例。期间共收集相关视频逾千段,各种数据量超过20GB,估测了19个龙卷的路径,国内多位气象爱好者还对3个龙卷(514苏州盛泽、625内蒙古太仆寺旗、702内蒙古西哲里木)开展了实地考察并获得宝贵资料。

下文中我们将总结近年来”网络灾调”的经验,并简要分析几次较典型过程。

1.什么是”网络灾调”?

“网络灾调”指利用网络新媒体平台对各种自然灾害开展信息收集工作,在这里主要针对龙卷灾害。

2.”网络灾调”的优与缺?

优点:对于自然灾害,尤其是龙卷等突发性、局地性灾害来说,受灾地区的居民往往目睹了发生过程,或拍摄记录了有关影像。在消防救援中,许多对灾害调查有重要指示意义的信息(如受损建筑、碎屑分布等)常常不可避免的受到人为干扰,这时群众拍摄的信息便具有重要参考意义。

缺点:由于部分群众缺少科学素养或出于猎奇心理,改编、夸大甚至捏造了灾情信息(常见于受灾程度、伤亡人数等),提供错误、虚假信息(常见于时间、地点等),容易对信息分析工作造成干扰与误导。

3.”网络灾调”流程有哪些?

①推断可能发生灾害的地点

利用天气雷达、卫星云图、天气形势场等气象观测资料,结合地理信息推断可能发生龙卷的区域,记录位置与可能发生龙卷的时间,有关信息应尽可能精确。

②利用网络平台搜索信息

搜索信息时常用[地点+关键词]格式,如”××(地名)龙卷风”,如果针对近期发生的龙卷,建议选择”按时间排序”(如果有此功能)。推荐采取逐步缩小搜索范围、多次检索的方法,将地点信息按行政级别依次输入,如”×区域×省×市×县×村龙卷风”。

此外,还应依据当地传统修改关键词,例如,我们在与东北地区群众交流过程中,发现当地方言里”龙卷风”常写作”龙搅水”,而在内蒙地区又有”龙盘柱””龙挂”等称谓,在开展针对以上地区的网络灾调时,除”龙卷风”外,还应将关键词修改为”龙搅水””龙挂”等进行搜索。在此基础上,鉴于部分群众缺乏相关知识,可以换用”大风””妖怪””奇观””真龙”等更为通俗化的关键词。(特殊情况下地名也可作出类似修改,见下文4:④)

其它途径还有话题功能(抖音、快手等平台均可单独查看有关话题下的作品),如#龙卷风;#奇异天象;#龙吸水;等。

③进行信息收录

以视频为例,首先应观看视频,确定其内容是否为有效信息(龙卷本体影像、风毁等)。

确认信息有效后确认灾害发生时间,常见比对方式有直接询问发布者、查看视频发布时间(仅有一段视频时不推荐)、观察视频中阳光角度(不常用)等。若与估测时间不符(视情况决定误差范围)则可排除。

若时间相符则进一步核对地点,方法有直接询问发布者、比较标志性景物(结合卫星地图)、查看发布地点、查看发布者定位等。

实例:西哲里木强龙卷

以上要求均满足时,保存原视频与链接,通过有关途径上报,待气象部门进一步核实。

尤其应注意的是,如果时间、地点信息与搜索目标不符,但有关内容为未记录的龙卷/疑似龙卷时,也应保存信息并作进一步核实。

④开展例行搜索并深入调查

由于平台推荐机制、发布时间等因素,单次搜索很可能无法获得全部信息,因此在闲暇时可以多次重复搜索,还应邀请尽可能多的气象爱好者参与其中。对于确认的龙卷信息,应当点进发布者主页,查看受灾后一段时间的作品中是否有更多信息。如有时间,也可以在相关视频的评论区寻找可能的亲历者并深入挖掘其作品。

⑤信息分类与保存

收集到的数据可按需求分为文字(文献)、影像等,依相似程度分为疑似、高度疑似、确认等。单次过程或单个龙卷的数据应分类集中存放。目前信息保存常使用各类U盘、硬盘、网盘等,但考虑到在线平台的数据有不稳定性,待未来条件成熟后应尝试建立民间龙卷数据库。

(美国民间气象爱好者建设的世界龙卷数据库)
在此类数据库真正建立前,为最大限度减少信息遗失,网盘、硬盘等均可作为临时数据库。

4.”网络灾调”个例简析

①5.14-5.15长江中下游龙卷过程

气象爱好者参考数值预报,提前数日即开始关注此过程。后根据官方灾调信息推算,从苏州龙卷触地到我们得知消息约40分钟,武汉龙卷发生前其母风暴已处于我们的密切关注下,并提前对当地网友进行了提醒。

在强对流过程结束后,几位距离灾区较近的气象爱好者果断前往苏州展开实地灾调并获得珍贵资料。

在多位气象爱好者共同努力下,三天内便收集到数十处龙卷/疑似龙卷信息,由于缺乏经验,除了少数确认个例外,其余疑似信息存在较大缺失,有待进一步核实。

②6.25华北龙卷过程

网络灾调
官方灾调

6月25日,内蒙古正镶白旗、太仆寺旗、河北沽源等地接连出现龙卷,其中袭击太仆寺旗的龙卷风在发生后便被在当地拍摄风暴的追风人Range四方 记录并上报,在随后数月间又陆续有多段视频被发现,2022年1月我们又根据卫星扫描图像结合地面视频推算了龙卷的大部分路径,后与官方结论比对,基本无误差。在灾调过程中,我们发现大量视频的标题中不含地理位置/龙卷等关键词,若仅通过搜索功能查找便无法获得此类视频。为避免此类问题,我们通过抖音/快手的查地点功能获得了定位为”建国大营子””东马房子村”(受灾村庄)的作品。许多发布者未公开定位的视频,也在后续深入挖掘中被发现。

③7.11-7.12华北龙卷爆发

在低涡影响期间,我们结合雷达图(尤其是径向速度产品)推测龙卷可能发生位置,收集了大量信息,成功推测了多条龙卷路径。

(注:此表格仅为初步统计及强度上望,多基于单点风毁得出,在此仅供举例)
在比对气象部门结论时发现莘县的一条龙卷被误记为两条,随后又找到了可以证实路径连续的灾后航拍(因为发布平台不是抖音、快手所以被遗漏)

但滨州境内的多个较强龙卷未被气象部门记录,仅提到”至少有一条龙卷”。

滨州西山后村

④7.2内蒙古兴安盟强龙卷

网络灾调
官方灾调

龙卷发生约1小时后我们收到了有关信息,一个月后一位当地的气象爱好者前往受灾区域开展实地考察并获得重要资料,我们发现,受灾地区音译的村庄名"新翁根"在当地方言中写作"西文根",并据此更换关键词重新搜索。2022年1-2月我们又进行了一次针对性的影像收集,最终收录本体视频总数为33条,成功绘制了龙卷路径图,后与气象部门灾调结果比对,主要误差有:龙卷触地位置比我们推测的位置偏西约500米,部分风毁评级不一致。

⑤10.8广东揭阳强龙卷

该龙卷在网络灾调中并未发现,直到气象部门年度总结才为人所知,后续又发现了当地居民的灾后视频。导致遗漏的主要问题是忽视了台风登陆带来的龙卷可能与平台推荐机制影响(北方群众使用快手比例较高而南方群众使用抖音比例较高)。

5.比较与总结

《中国龙卷研究进展》中指出:中国每年发生约100个龙卷,龙卷主要发生在中国东部和中部平原地区,其中江苏尤其是江苏北部是中国龙卷最多发的地区,但强龙卷基本发生在中国中东部,年均发生EF1及以上龙卷14.3次。

《2021年度中国龙卷活动及灾情特征》与《中国龙卷的时空分布》中指出,2004-2013年共收录EF2与EF3级龙卷分别为19个与3个,合计年均1.9个与0.3个。

而从本年度官方统计数据来看,共收录龙卷(含水龙卷)104个,共16个EF2级以上强龙卷,EF3以上龙卷有7个,较往年统计结果显著偏高。

结合官方统计与民间统计结果综合分析,2021年我国龙卷活动呈现以下特点:

①按空间

华东地区龙卷活动与往年平均值相近,且强度偏强,仍属于龙卷活跃地带,与以往研究结论相符。江苏北部虽然有多次龙卷过程,强龙卷个例却偏少。

华中地区龙卷频率高于往年平均水平,尤其是长江中下游平原龙卷活动显著偏强。

华北地区龙卷活动显著偏强,且强龙卷主要集中区域有两个,分别为1.内蒙古高原与华北平原过渡地带,即河北北部与内蒙古南部;2.华北平原中东部,即山东、河南、河北三省交界区域。

东北地区强龙卷分布在大兴安岭山脉与东北平原过渡地带、长白山脉与东北平原过渡地带,即内蒙古东北部、黑龙江中南部。与《中国东北龙卷研究:环境特征分析》(王秀明等)中得出的结论相符。

此外,东北地区共出现了10个可确认的强龙卷(EF2级以上),这显著高于往年全国平均数量,由于我国东北地区龙卷缺少区域性、全面性、针对性研究,故暂时无法作出比较。

西北地区有零散龙卷分布,大多为非中气旋性陆龙卷或水龙卷,多发于青海东南部。

②按时间

2021年我国龙卷在4-10月均有发生,较往年略偏早。其中5月龙卷数量(14个)显著高于往年平均水平(5个),七月龙卷数量最多,符合《中国龙卷的时空分布》得出的结论。

综合比较结果与实际经验,我们有如下思考:

1.东北地区龙卷由于人口稀少、雷达等硬件设施长期落后于我国东部而长期被忽视,尤其是部分强龙卷数据的遗失或将导致对国内龙卷活动的低估,其真实值可能远高于以往研究结论。近年来东北地区已经加大了天气雷达建设力度,结合气象爱好者与有关部门的联合统计,我们相信这一弊端将被排除,龙卷统计值也将越来越接近真实数据。

除此之外,我们也发现东北无人的林区存在大量未被记录的龙卷,且个别龙卷强度极高,此类龙卷留下的痕迹可在卫星地图(尤其是植被增减量产品)上清晰看到,且反推至上世纪末均有卫星覆盖,据此可”倒查”往年东北未被记录的强龙卷。

(2017/7/18伊春无记录强龙卷)

2.山东省近年来有数次龙卷集中出现过程,其中2018年台风”摩羯”残余环流导致的龙卷爆发与2021年黄淮气旋导致的龙卷爆发均有覆盖面广、龙卷强度高(最强龙卷≥EF3级)、龙卷数量多(>10个)等特点,而山东周边春季活跃的超级单体风暴群却少有龙卷记录,这可能与活跃地区的下垫面、大气背景等条件有关。

6.反思与问题

    过去一年的”网络灾调中”,我们存在数据保存不当而遗失、信息收集周期过长导致无法及时上报、搜索途径单一导致关键数据缺失、忽视潜在过程等不足。对此,应尽快建立更加高效的”报、录、存”流程,邀请更多气象爱好者参与,扩大搜索范围到更多平台,提高天气过程分析能力。

此外,气象爱好者主观上多追求数量与强度,而气象部门则注重信息准确,这可能导致双方结论存在差异,甚至引发矛盾,应努力寻求平衡。

    我们遇到的问题主要来自平台,由于抖音等网络平台对待自然灾害信息的过分拘谨,导致大量视频被限流甚至删除。对于此类问题的现有手段是在灾害发生后短时间内开展高强度搜索,在信息被平台删除前收集完毕。

(遭限制作品,来自Range四方)

其次的问题来自气象部门,强天气中心、龙卷开放实验室等机构多为被动接受基层台站与民间联络员上报的信息,而较少进行主动观测,相比之下美国NWS对天气雷达探测到的TVS均开展实地灾调。气象爱好者长期缺少所需的雷达等气象资料,造成了极大困扰。

结语

    未来,我们将继续尝试”网络灾调”,加强与气象部门的联系,不断积累经验,为真正龙卷数据库的建立提供力所能及的帮助。
过去数年里,我国的龙卷事业取得了激动人心的飞速发展完善,相信在社会各界与有关部门的大力支持与推动下,国内的龙卷科研以及预报预警项目将从“快车道”走上“超车道”!


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原文发布时间:2022/4/25,有删改

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