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风雨雷电雹轮番上演

极端天气频繁背后主角是谁?

版次:13 来源:新华日报      2021年06月02日

(供图:视觉中国)

□ 本报记者 张宣 实习生 王哲楷

5月底以来,中国气象局发布多道暴雨蓝色预警、强对流蓝色预警。近一周,暴雨、大暴雨、雷暴大风、冰雹等天气影响我国多地。6月第一天,江苏省气象台就发布了大风警报,分散性雷雨和大风即将上线,2日至3日雷阵雨会来客串。

可以看出,近期降雨频繁,而且强降雨、强对流天气也不少。实际上,今年以来,极端天气频频造访我国,尤其是进入4月中旬以来,雷暴大风等强对流天气多次来袭。和往年比,今年天气有异常吗?面对极端天气,江苏气象部门是如何监测预警的?《科技周刊》记者采访到气象专家做分析。

今年天气极端吗?全球变暖加剧气候不稳定

沙尘暴、极寒天气、龙卷风,自2021年冬春交接开始,极端天气接连发生,尤其进入4月中下旬以来,强对流天气明显增加。

国家气候中心公开的数据显示,一方面,极端天气频繁出现。春季沙尘天气成主角,发生次数与2007年状况相当,进入到四五月份后,强对流天气又开始频繁出现。另一方面,气候出现了快速转换。比如1月中旬前非常寒冷,但1月中旬后快速增温,整个冬季出现暖冬的现象。

“从今年上半年天气的总体情况来看,多灾害性天气发生。”江苏省气象台首席预报员吴海英介绍,今年1月上旬,强寒潮导致大幅度降温。1月中下旬到2月回暖较快,气温处于偏高状态。3月,我国北方地区多次出现沙尘天气。到了4月下旬,强对流天气增多。4月30日,江苏遭受雷暴大风、冰雹等强对流天气袭击,南通通州湾出现阵风15级的灾害性大风。5月14日至15日,江苏出现了大范围的强对流和大风天气。苏州突发龙卷天气,中心风力达到17级。

“其实,最近发生的极端天气事件和年初的寒潮,都受到了全球变暖的影响。”江苏省气象台副台长王啸华向记者解释道,“北极上空的极地涡旋本起着将冷空气禁锢在北的作用,但是由于全球气候变暖,温差降低,气压梯度力变弱,给了冷空气可乘之机,偶尔会冲到纬度较低的地区。”

如何通俗易懂地解释气压梯度力?王啸华告诉《科技周刊》记者,从极地的强大高气压到赤道海洋的低气压之间存在一个气压梯度,使大气由气压高的地方向气压低的地方流动。大气一旦运动,就会受到地转偏向力的影响,北半球的风向右偏转形成了西风带。正常情况下,在极地的“冷”和赤道的“暖”之间的温差梯度很大,气压梯度力强,北半球的西风带稳定而强大。但是,全球气候系统平衡被打破后,两极与赤道地区的热量交换活动减弱,西风带开始不稳定,气压梯度改变,这时就会出现宽阔的大槽大脊,引导着冷空气顺着大槽长驱南下。“换个说法,就是曾经的屏障被打破了,冷空气有了‘高速公路’,随处乱窜。”

极地地区的冷空气一旦南下,通常势力强劲,导致在气候整体偏暖的情况下,引发某个地区的寒潮、沙尘暴等极端天气事件。“回溯今年年初,我国多地寒潮频频来袭;复盘4月中旬,强冷空气带来的大风,夹带扩散大量沙尘,造成部分地区的沙尘暴。”王啸华表示,在这些极端天气事件的背后,是全球气温曲线的不断攀升、全球变暖趋势的持续发展。

强对流、雷暴、龙卷背后的共同主角:大风

大树电线杆被连根拔起、车棚屋顶被吹得七零八落、散落的电线在半空中火花四射……4月份至5月中下旬,伴随大风的强对流天气在我省部分地区“肆意挥洒”。省气象台提供的数据显示,今年的大风天气同比增多,程度也变强,其原因是什么?

“4月中旬以来,不仅是我省,我国长江中下游地区极端灾害天气频发,表现方式为雷暴、冰雹、龙卷风等,这些天气事件的背后有一个共同的主角:大风。”南京气象科技创新研究院刘端阳博士认为。

“我们现在所遭受的大风的影响,除了大范围冷空气造成的大风以外,就是强对流天气造成的大风。”王啸华分析,“在大气处于不稳定的情况下,上下层温差较大,底层暖、高层冷。这时候强冷空气突然从高空冲下来,底层气块容易受到浮力影响向上冲,在这种情况下被触发的强对流天气往往会造成大风。”

“由于全球气候变暖,底层的大气较之以前温度升高,导致强冷空气与暖气团形成的对流更剧烈。此外,冷空气本身携带的大风,有时候还会产生叠加效应。”王啸华补充道,我省4·30风灾就是由于比较强的东北冷涡携带冷空气冲下来,激发出强烈的对流,并产生雷雨大风。而伴随冷空气而来的大风的叠加,导致了风力升级。今年前期副热带高压、西南暖湿气流位置偏北,这正说明了在全球变暖的趋势下,冷空气的整体实力偏弱,但它一旦冲出来程度就很强,也就是今年来极端天气事件增多的原因。

王啸华表示,尽管今年极端天气事件频发,但并不意味着“进入气象灾害年”。“整体来看还相对比较温和,比如年初还表现出暖冬这样的迹象。不管从哪个气象要素来看,每年都有一些极端天气出现,只是近几年的极端天气事件确实有增加的迹象。”

和极端天气预警“抢”时间,气象部门科技手段“助力”

极端天气预报是当前气象预报中的难题之一。“由对流风暴所导致的极端天气,一般来说,由于风暴发展演变迅速,预警时间很短。像龙卷、冰雹、雷暴大风等强天气,目前还无法做到提前很长时间给出精准预报。”吴海英解释称。

《科技周刊》记者了解到,对于非常极端的天气,在极端的可能性到临近分钟级的时候,可以做到一定程度的预警。特别是遇到信号强的,可以做到提前几分钟到十几分钟,甚至是小时级发布相对更精准一点的预警。而实现这种精确预警,依靠的是科技设备和技术的“加持”。

“目前,我省针对强对流天气的监测手段主要以雷达卫星为主,在此基础上,进行临近预警。根据不同的天气类型,预警时间也会有很大差异。” 吴海英介绍,龙卷风等尺度较小的强对流天气,有局地性、突发性的特点,其发展演变往往在十几分钟、甚至几分钟之内,这类天气主要以临近监测和预警为主。而临近监测和预警依靠的是省市县一体化预报业务平台和综合天气观测系统。

“全省有9部多普勒天气雷达形成覆盖全省的监测网,1800余个自动气象观测站安扎在全省各市、县、乡镇,南京、射阳、徐州3个站点通过释放探空气球获得准确高空观测数据。”省气象台专家介绍,还有风云四号等先进气象卫星资料应用,风廓线雷达、微波辐射计等各类新型探测设备紧盯气象要素变化,提前提供预警;比如冷空气带来的大风降温天气,我省可预报性已经较强,气象部门给出预警的时间提前量也大大增加。“针对今年4月30日的大风天气,江苏气象部门就提前发布了大风预警信号,并在公众预报中提到大部分地区可能有8至10级的雷暴大风。”吴海英说。

此外,针对极端天气的预警预报,预警部门会通过微信、微博、短信等不同渠道,确保预警信息及时准确送达,面向公众发布相关防灾避险科普内容。江苏省突发事件预警信息发布中心主任、团队带头人李娟告诉记者,“今年4·30大风灾害天气之后,预警中心进一步与通信和广电部门加强合作,开发预警信息分区全网发布、基于基站精准发布功能,实现重大气象灾害预警信息分级分区、快速动态、精准高效发布。进一步扩大预警信息发布覆盖面,提高发布速率和精准度,为应对强对流灾害天气赢得时间。”

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