同样是带来大风,“天气刺客”下击暴流和龙卷风有何不同

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原创2024-04-02 21:11
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3月31日南昌强对流天气已致4人死亡,十余人受伤。有报道称,此次南昌强对流天气下的强风属于下击暴流,它与“狭管效应”使得风力大大增强,可将家具甚至人卷走,此次就有3人疑被风从高楼吹下坠亡。被称为“天气刺客”的下击暴流到底是什么?面对强对流天气,该如何预防?

强对流中的隐藏款

强对流天气,是指空气强烈的垂直运动导致的强烈对流性天气。其特点为持续时间短,生命史约为一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至几十分钟;局地性强,影响范围一般在几公里至几十公里,甚至能达到几百公里;要素变化强,在短时间内会突然出现风力增、降水增强、气温变化明显等情况。

强对流天气在各地出现的时间不一样,多在春、夏、秋三季发生,夏季最多。南方的强对流天气要比北方来得早,广东的强对流天气全年都可能出现。强对流天气大体上可分为飑线、龙卷风、冰雹、雷雨大风、短时强降水、雷暴,还有一个较少为大众少知的隐藏款——下击暴流。

从天而降的“气流炸弹”

下击暴流属于突发性、局地性、小概率强对流天气。它产生于强雷暴云之中局部性的强下沉气流,云中激烈降水将对流云团往下拽,一旦承受不住就会瞬间坍塌,引发下击暴流,就好比突然拧开一个悬在空中高压水龙头,喷出高压水流直击地面一般。

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下击暴流示意图。来源:中国天气网

这个从天而降的“气流炸弹”,到达地面后随即爆炸,气流像碎片一样向周围飞溅,下击暴流到达地面后会产生一股直线型、与地面平行的大风,越接近地面风速会越大,最大地面风速可达50米/秒(15级),破坏力极强。

3月31日凌晨4时,南昌塘南红星站记录到最大风速达35.3米/秒。这是南昌市有气象记录以来出现的第二大风速。此次南昌强对流天气引发特大暴风雨,还有“狭管效应”加大风力。高楼对风有一定阻挡作用,如果有一阵风穿过两栋楼之间,建筑反而会对风有加速作用,即形成“狭管效应”,且会大大增强风力。建筑专家提醒,此种情形下,高楼间狭长的人行通道内的部分风速,甚至可达到入口处三倍左右。

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当大风来袭时要尽量避免走在两栋高楼之间的狭长地带。来源:网络资料图

下击暴流和龙卷风、飑线的区别

同样是带来大风,下击暴流和龙卷风、飑线有何区别?

龙卷风和下击暴流在影响和原理上有相同之处,也有不同。从影响上看,两者都属于强对流天气,最大的威胁影响都在于风,它们都可以引起阵风12级以上的大风,具有极大的破坏力。

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龙卷风是由强大的垂直向上抽吸气流形成的。来源:中国气象局官网

从形成原理上看,龙卷风是一个低气压涡旋,是由强大的垂直向上抽吸气流形成,其内部的气压比外部低很多,龙卷风在地面的气流是向内辐合,形成的风是旋转性的强风;而下击暴流在地面上则是一个雷暴高压,气流是向外辐散,形成的风则是直线型大风。

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龙卷风与下击暴流的区别。来源:中国气象局官网

中国天气网首席气象分析师胡啸表示,在多普勒雷达的图像中,龙卷风和下击暴流都有共同的钩状回波呈像,所以有时候难以区分,要区别二者,就需要灾害发生过后,在当地进行详细调查。通过调查树木倒伏的方向,来判断是下击暴流还是龙卷风。下击暴流导致倒伏的方向更具统一性。

除了龙卷风之外,和下击暴流经常“纠缠”在一起的,还有飑线。飑线是指风向和风力发生剧烈变动的天气变化带,是强对流天气的“航空母舰”,所过之处,往往下击暴流、龙卷风、雷雨大风、闪电、冰雹等剧烈天气现象一齐袭来,在雷达图上常显示为一条红色强回波带。

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雷达拼图上的红色“飑线”。来源:中国气象局

飞机轮船的头号 “天气刺客”

下击暴流破坏力极强,可造成农作物倒伏、树木折断甚至房屋倒塌,发生在水面上则可能掀翻船只。

2019年3月21日晚间,广西桂林临桂区发生17级极端大风天气,风速达60.3米/秒(17级),打破了当时广西有气象记录以来的风速历史纪录,有气象专家判断是一次范围为1公里以内的下击暴流所致。2018年,北京遭遇下击暴流造成一座电塔倒伏,测得20.8米/秒瞬时风速。2023年,下击暴流袭击广东阳江市区,阳江风力达到13级以上,体感超过了台风尤特。

下击暴流还是飞机和轮船的头号天气刺客。

“东方之星”客轮翻沉事故便有下击暴流的影子。2015年6月1日, “东方之星”号客轮航行至长江大马洲水道时突遇飑线天气系统,受下击暴流袭击,风雨强度陡增,瞬时极大风力达12-13级,1小时降雨量达94.4毫米,事故造成442人死亡。“东方之星”号客轮抗风压倾覆能力虽符合规范要求,但仍不足以抵抗所遭遇的极端恶劣天气。

2022年7月17日,浙江宁波市奉化区翡翠湾码头突遭下击暴流引发的11级强风,一艘停靠在码头的休闲渔船及引桥被吹翻,16人落水。

事实上,下击暴流引发客轮翻沉属罕见个例,它更多地以威胁飞机起降安全头号大敌的面目出现。由于下击暴流其从生成到消亡时间十分短暂,飞机若不慎闯入下击暴流影响区域则难以回避。

当飞机降落时,穿越下击暴流区域时,首先会遭遇强劲的逆风,在逆风作用下,机头抬起(下图中的2阶段),让原本就进入减速降落状态中的飞机进一步减速,这样飞机可能出现失速;

当飞机继续前进到下击暴流的中心区(下图中的3阶段),此时强劲的下沉气流则会导致飞机快速向地面靠拢,遭遇这样的变化,飞行员一旦操作不当就可能造成飞机“被拍到地面上”失速坠毁。

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下击气流是如何影响飞机降落的。来源:中国天气网

1975年6月24日,美国肯尼迪国际机场发生了一次下击暴流过程,一架东方航空公司的班机在着陆中遇到下击暴流袭击而坠毁,死亡11人、伤12人。

1985年8月2日,一架达美航空洛克希德L-1011型客机降落在美国得克萨斯州达拉斯-沃斯堡国际机场时遭遇突发下击暴流。机场方面甚至来不及提醒,客机就如受到重击一般从空中坠落。

2000年6月22日,武汉航空公司一架运七飞机在执行恩施至武汉航班任务时,在武汉王家敦机场进场中遇到雷暴云,受下击暴流影响坠地失事,造成49人死亡。

下击暴流能否预报

事实上,下击暴流、龙卷风以及飑线等强对流天气是目前天气预报中的一个世界性难题,世界各国都没有成熟的预报方法。美国从2004年开始探索下击暴流的识别和预警,结果表明:下击暴流的预警时间与其离雷达的距离有关,距离在20~45千米左右,提前预警时间为5.5分钟,在45~80千米范围内,提前预警时间基本为零。而小于20千米和大于80千米时,则无法进行预警,只能通过事后现场调查分析才能确认。

下击暴流持续时间极短、尺度小、空间随机性较强。下击暴流等强对流天气属于“小个子”,其影响范围从几千米到几十千米不等,有时甚至按照百米计量。而气象台站目前还不能每隔几千米到几十千米就布设一个,这就像用“大网捕小鱼”,难免会有疏漏。

其次,下击暴流等强对流天气往往生成很突然,空间随机性较强,形成到消散往往只有十几分钟到一小时之内,甚至在几分钟内就“完结一生”,因此要提前24小时或是48小时预报也相对困难。

我国已建立强对流天气短时临近预报系统,推动监测预报服务体系建设,正努力探索攻克这一世界性难题。目前,中央气象台发布的预警主要是24小时之内强对流天气发生的可能性,以冰雹和雷暴大风为主。

强对流天气如何应对

应对喜欢打“闪电战”的强对流天气,大众也不是一点办法没有,而需要对气象部门发布信息多加留心、做好准备。

当收到强对流天气预报时,公众可按照预报强度取消出行计划、减少户外活动和工作、快速躲入室内等避护场所,远离棚架广告牌等搭建物,加固基础设施等雷电时室外不要使用金属工具、不在山顶打手机。

相关应急部门应检查城市、农田、水库排水系统,做好排涝准备做好山洪、滑坡泥石流等次生灾害防御准备;水上作业船舶回港规避;工地注意遮盖建筑物、妥善安置室外物品;养殖和畜牧行业人员可将家禽、牲畜赶入有顶棚场所,关闭门窗,加固棚舍,尽量将影响降至最低。

出品:南方都市报、N视频

整合:许乐

美编:蔡沐晗

资料来源:中国气象局官网、国家应急广播、中国天气网、浙江天气、广东天气等

编辑:许乐,胡群芳

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