近年国内龙卷活动回顾与思考

声明

本文所用数据均为民间气象爱好者所收集,与官方数据相比可能存在口径差异、数据遗漏、严谨性较差等问题,仅供交流参考,切勿轻易引用或基于此加以创作。

龙卷信息均收集自网络媒体,对部分无法确认具体位置、时间或无法判别影像真伪的个例进行了剔除。评级综合改良藤田定强法与实测风力得出,部分确认接地但无任何可参考指标的龙卷无评级,部分个例使用气象部门评级。

高度疑似:存在龙卷特征的风毁(包括但不限于平行带状、局部辐合状),或存在地面站点实测数据支持潜在的龙卷事件(风向急转、小尺度辐合、短时间气压剧烈变化),或有两位及以上的目击者明确使用“龙卷”“旋风”等特征性词汇描述该天气过程且存在无法排除龙卷的风毁(非辐散状)。

漏斗云:有清晰影像记录到无法确认是否接地(或水面)的漏斗云结构。

水龙卷、landspout:需要清晰影像记录到与积雨云关联的地面(水面)涡旋。

龙卷:有清晰影像记录到接地漏斗云,或有可确认为龙卷造成的风毁,或经权威媒体报道、气象部门通报、学术论文收录的个例。

且以上个例均需要对应时段雷达图像支持,若该区域无雷达图,则至少需要卫星云图上可见的对流风暴。

致谢

感谢日复一日搜集数据与对本文成文鼎力相助的UFQDFCS、风扶幽夜、cwutip、苹果、Sovayne、qwert、西楼、东风波、冰翎、程心、Procellarum、台风大师、仙人球、温火、艾达、镜像分身等气象爱好者!(以上使用网名)

综述

2022年是我们提出“网络灾调”概念与理想化流程,并完整开展信息收集工作的第一年,这一年,我国境内龙卷继续保持较活跃水平,并引发了社会各界更多的关注与投入。

在多位气象爱好者的通力合作与交流协商下,龙卷信息收集工作取得较大进展,并形成了相对完备的龙卷数据集,我们得以对2022年度国内龙卷活动及其表现出的新特征作简要分析,对信息收集工作作出了及时调整,并据此展望未来国内龙卷活动及相关事务的发展趋势。

2023年,受参与人员的时间分配以及种种现实因素影响,龙卷信息收集工作面临新的更大的阻力,但我们也获得了新的经验,并形成了质量较高的数据集。

2024年春季与初夏,国内强对流天气与龙卷活动呈现较往年同期显著偏强的趋势,并在华南等地区体现出过往统计中未曾发现的特征,这也是气候大变化、大波动背景下有关领域面临的新的挑战。

下面,我们将综合分析2022、2023年与2024年至今的国内龙卷活动情况,并引出一些思考。

概况

2022年、2023年与2024年至今,我国龙卷活动的区域性格外明显,空间分布呈“大散发,小聚集”特征,即多数省份明确出现龙卷事件、个别地区特别集中。同时,龙卷总数、强龙卷数量较2021年均有一定下降,考虑到统计口径的差异后,这可能是受更大范围气候的年际变化影响而产生的正常波动。

鉴于2022、2023年龙卷的强度、过程、时空分布特征等已在官方发布的《2022年中国龙卷活动及灾情特征》等文中详细总结,故本文不再赘述。

考虑到我国不同气候分区内龙卷发生的天气背景、下垫面等环境配置与风切变等必要条件存在较大差异,我们认为对我国龙卷的分区域研究是十分必要的。此外,在分区域研究的基础上,还应基于影响系统、活跃程度等方面对不同区域的龙卷活动进行季节上的划分。因此,我们将在下文中分区域、分时段简述我国近年龙卷活动。

1.华南地区(两广、台湾及海南)

2022年,华南地区龙卷在空间分布上出现了珠三角、琼州海峡沿岸与潮汕地区沿海三个密集区域;时段上又有“龙舟水”影响时期、台风“暹芭”影响时期与副高边缘影响时期三个高发时段。其中,“龙舟水”与台风“暹芭”影响范围在珠三角重叠,使当地成为本年度龙卷最密集区域(约8个);其次,潮汕地区在台风“暹芭”影响期间出现频繁龙卷活动,在南澳岛,部分中气旋性海龙卷登上陆地后造成了一定灾情;琼州海峡沿岸在七月中下旬受副高边缘持续影响,多次出现陆龙卷,发生在湛江的中气旋性龙卷导致当地香蕉林与民房受损。

副高影响期间,华南沿海还广泛出现水龙卷活动,台风“暹芭”登陆前后共产生至少10个可确认龙卷(含水龙卷),构成一次TC龙卷爆发事件。

2023年,华南龙卷活动强度显著偏低,除发生少数水龙卷(个别短暂上岸)外,只有海南岛发生两次典型龙卷,天气背景分别为TC环流(台风“泰利”)与南海低涡。

2024年至今,华南及其毗连地区出现多场区域性强对流天气过程,其中3月末至4月,在南支大槽、西南暖低涡切变等天气系统的共同影响下,两广地区出现极其罕见的风雹天气序列。

3月30日、31日广东中部出现群发超级单体,英德部分村镇疑似遭受龙卷袭击,中山亦有漏斗云记录;4月19至21日,广西桂林、广西藤县、广东江门依次出现龙卷,发生在藤县陶瓷商业街附近的龙卷风造成了较强的破坏,媒体传播广泛;4月21日广东江门出现龙卷风,4月27日广东广州白云区、增城区受同一个超级单体风暴影响,分别遭受较强龙卷灾害。这些过程中的龙卷均为孤立超级单体风暴或QLCS系统产生。

事后,有多支独立的灾调团队(包括几位气象爱好者)分别探访灾区并获得重要数据,同时,广东等地公开的雷达产品对统计工作产生了非常大的帮助。

针对广州钟落潭龙卷的网络灾调(白色字体)与地面灾调(黄字红线)。

针对藤县龙卷的网络灾调。

将近年华南地区龙卷事件整合后,得到的结果与以往“63%的龙卷发生在前汛期4-6月,且大部分龙卷并非TC龙卷(冯喆等,2016;郑永光等,2021)”的统计经验基本相符,但若针对单个年份进行分析,我们发现TC龙卷所占比例的年际波动非常大,同时龙卷总数以及龙卷的逐月分布呈现一定的无序性,这还需要更多年份的连续统计结果来得出进一步结论。

辽宁西部、齐齐哈尔市、白城-哈尔滨一线及周边地区存在龙卷事件高密度区,考虑到地形等因素后,暂无法确定吉林中部与内蒙古的高密度区是否与人口密度造成的信息差异有关。

黑龙江省境内龙卷事件呈散点状分布,且受地形影响程度显著弱于其它地区,这可能与动力条件、下垫面配置等综合因素有关。其境内龙卷强度的波动也较大,如2017、2021年等年份均有多个EF3级(或潜在的)及以上强龙卷事件,而2022、2023等年份则只有EF2以及弱致灾性龙卷发生。

再从不同季节、不同系统背景下的龙卷活动来看,东北地区龙卷大多发生在冷涡/温带气旋等动力条件较强的背景下,而同一次天气过程(同一个系统影响下)中,东北地区存在纬度上的差异。例如,从产生龙卷的东北冷涡来看,同一个冷涡系统往往在黑龙江、吉林省产生连串的强对流阵列,进而引发区域性龙卷活动,而辽宁省内的龙卷活动则较为孤立,与活跃在内蒙古通辽至辽宁沈阳一线的东北冷涡的相关性更大,此外,由于辽宁省特殊的沿海地形与夏季更显著的季风活动,辽宁省龙卷天气背景的复杂程度明显高于黑、吉两省。

结合以上特点,我们认为“东北地区”作为一个庞大的地理单元,其天气气候学意义在复杂下垫面、大经纬跨度等条件下可能被一定程度地弱化了,未来可以作出更详细的区分

此外,考虑到2017年发生在长白山北坡和黑龙江黑河-伊春等地的数次强龙卷没有得到记录,如果粗略认为在一定时间、空间范围内,不同强度龙卷占龙卷总数的比例接近一个定值,那么对应几次强龙卷事件的周边就应该分布有数倍于此的EF0、EF1级弱龙卷,基于此,或许可以在更加可靠的统计数据支持下“反推”一定时期内某个地区的龙卷密度。

3.淮河流域

商丘-盐城一线周边存在一个稳定的龙卷事件高密度、高强度区,其统计结果与往年结论基本相符,特别是江苏中北部近年来每年都有EF3(或潜在)及以上强龙卷事件,这片区域内的龙卷致人伤亡、经济损失等报告也尤其严重,是我国龙卷最显著的高发、高致灾性区域,未来也势必会在龙卷研究领域得到更大的关注与更多投入。

我们注意到,江苏及周边地市产生龙卷的天气背景具有国内最高的多样性,如其在春季与夏初易受冷涡、江淮气旋影响而产生龙卷,7-8月梅雨期间也常常产生龙卷,期间还伴有登陆TC残涡活动,夏末到秋季,江淮气旋再度活跃,常常引发龙卷阵列。

而河南中东部平原龙卷则相对少发,实际观测中也是超级单体等中小尺度系统的低密度区,这或许与其西部山系造成的特殊地形配置有关,类似的条件还可推广至太行山山麓与浙江北部平原,由于西部山地地形,在偏西风控制的区域性对流天气中,长距离移动的强对流系统常受“下山”等特殊效应影响而难以维持高强度并降下龙卷,此外,山地带来的气流扰动、山前平原对强对流系统从初生至鼎盛时期的预留时间较短等因素,或许共同造成了以上地形区龙卷少发的原因。实际观测中,上述地区龙卷事件多发生在TC残涡(如2023年7月29日河南濮阳周边的龙卷序列)、江淮气旋/黄河气旋(如2022年7月22日河南商丘周边龙卷序列、2021年7月21日保定清苑龙卷)等偏东、偏南风主导的天气背景下,而鲁西北平原龙卷常发生在偏西南风主导下(如2021年7月山东聊城周边龙卷序列、2017年台风“摩羯”残涡龙卷序列)等统计经验,也可以印证这一推测,这也是在较大地理分区内进一步划分小尺度地理单元的应用之一。

4.华北地区

张家口-赤峰一线及周边地市存在一个龙卷事件高密度区。石家庄-天津一线及周边地区亦存在一个龙卷事件次高密度区,但龙卷数量、强度的年际波动大,且未发现明显规律。

5.西北地区(陕、甘、宁、青、藏、新)

陕、甘、宁、藏四省龙卷多为较弱的landspout,且无明显时空分布规律。青海东部、南部存在龙卷相对高密度带,但更可能与人口分布有关。新疆西部的天山山脉周边地区常有超级单体活动,且有超单龙卷的观测报告。

此外,我们在近年来的统计工作中注意到新疆、西藏等大陆性气候区一年中有龙卷活动的时间跨度明显长于东部季风区,如2023年5月3日新疆和硕县出现弱龙卷,直至12月7日新疆克里雅古道记录到最后一个龙卷风,西北地区全年共出现12个可确认龙卷,考虑到西北地区人口密度低,还可能有更多个例未被记录,尽管这些龙卷大多较弱且没有造成破坏,但它们也可以作为研究极端对流环境下龙卷发生条件的样本。

6.西南地区

云南昆明周边特别是滇池周边存在一个龙卷高密度区,多为水龙卷,但亦有发生在陆地上并造成一定破坏的个例。四川盆地中部及西部青藏高原边缘地带有少量个例散布,时空规律不明显。

7.华中、东南地区

湖北境内的长江沿岸有少量龙卷分布,其它地区多为疑似个例。湖南、江西在春季易受江淮气旋影响而出现超级单体风暴群或QLCS系统,但几乎没有确认的龙卷个例,福建东南沿海有少量水龙卷或水龙卷上岸事件。

值得注意的是,长江中下游地区特别是湖南中北部平原在上世纪的气象、地方志中,存在大量高致灾龙卷的记录,而本世纪以来龙卷却销声匿迹,这里的龙卷活动为何会出现这么大的转变?又会不会在未来的某一天“卷土重来”?这些问题都有待进一步探索。

总结与思考

近年来,我国出现了21/5长江中下游、21/7华北、22/7广东、23/6辽宁、23/9苏北等多次龙卷密集序列过程,且这些过程都体现出影响系统单一、龙卷活动强度高、数量大的特征,但是,我们可以发现在几乎相同的TC登陆、江淮气旋、东北冷涡等天气背景下,上述地区也往往不会出现如此高强度的龙卷活动,因此我们推测国内不同区域龙卷发生存在更多制约因素,如STP、SRH等对龙卷活动具有较高指示性的物理量差异等,而对以上要素的精细化研究已不在笔者目前的能力范围内,或许可以在将来看到更多研究成果。

近年的龙卷信息收集工作仍面临由于成员精力有限、平台限制、气象数据公开度低等因素而造成的阻力,但我们也注意到各个方向的阻力均有减小的趋势。

由佛山市龙卷研究中心等部门共同搭建的龙卷众报体系已经初见规模,但我们希望其可以增加一定的补录机制。

近年来我国的龙卷预警工作取得了飞跃式的发展,从小范围试点,到全国普及含龙卷预警的强天气信息,以及利用各种媒体平台实时发布提醒的工作正如火如荼。但是现阶段民众对龙卷预警的辨识度、警惕度仍不高,反映出其在民间的宣传普及范围仍较小,这也需要气象爱好者与各路媒体力量未来的共同努力。

通过对比不同部门、不同平台上针对龙卷天气的科普作品,我们发现不同媒体发布的科普宣传中使用的数据差异过大,这可能是由于上世纪末到本世纪初国内龙卷事件统计较不全面,龙卷统计在个例上详细、在整体上混乱,缺少统一的数据库而致,相信近年来更加全面高效的统计工作将很快弥补这一缺憾。但是,在得出符合本世纪天气气候特征的确切统计数据前,是否应该由有关部门统一口径或暂停发布含精确数据的科普内容

最后,我们共同祝贺我国在龙卷领域的伟大突破,共同期待未来这一领域的更大进展,共同呼吁更多社会力量对龙卷科研活动的有序参与!

再次感谢所有为我国龙卷科研事业倾力付出的老师、所有为我们的统计工作作出贡献的气象爱好者!

参考文献

1.《中国龙卷研究进展》郑永光等

2.《中国龙卷的时空分布及其环境物理量分析》冯佳玮等

3.《中国龙卷的时空分布与关键环境参数特征》俞小鼎等

4.《秦岭北麓两次下山雷暴不同演变特征分析》陈小婷等

5.《辽宁省温带气旋龙卷的环境参数特征》白华等

6.《中国东北龙卷研究:环境特征分析》王秀明等

7.《基于再分析资料的我国龙卷发生环境和通用龙卷指标》王霁吟等

8.《2016-2020年中国龙卷过程和灾情特征》李彩玲等

9.2018年-2023年《中国龙卷活动及灾情特征》

10.《中国龙卷的时空分布特征》俞小鼎等

11.《1971-2020年辽宁龙卷的气候特征及环境条件分析》袁潮等

12.《11个龙卷个例的网络信息与灾情调查结果对比分析》蔡康龙等

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