
7月和8月是防汛最關鍵的時期。今年入汛以來,強對流帶來的災害性天氣屢屢造成人員傷亡,引發社會關注。
“未雨綢繆”是中華民族幾千年來人與自然災害斗爭中積累的寶貴經驗。雖然天有不測風云,但在風云衛星、雷達等監測技術手段日新月異的今天,面對強對流天氣能否利用信息化等科技手段,加強對風險的“監測―研判―預報―預警”,按照極端天氣情況完善應急預案?極端暴雨天氣來臨時,城市和公眾如何應對?中央氣象臺首席預報員張濤為我們講解天氣監測和氣象預警知識;同時介紹深圳市氣象局和湖南省氣象局的防災減災經驗。
在我國,造成氣象災害的主要原因之一是極端天氣,尤其是強對流天氣。什么是強對流天氣呢?主要是風雨雷電雹等天氣現象的集合體。
中國氣象局日前公布的統計數據顯示,本世紀以來,我國平均每年因氣象災害造成的直接經濟損失高達2900億元,可見氣象災害對人民生命財產安全造成了嚴重影響和威脅。
那么,如何理解現代氣象預報,氣象防災發揮的作用有多大?強對流天氣來臨之前,政府和公眾如何未雨綢繆?
古諺云:“早霞不出門,晚霞行千里?!庇衷疲骸叭杖腚僦t,無雨也有風?!?/p>
古人觀天象知天氣,是靠日常生活經驗觀察。
現代天氣預報是一門科學,是基于科學的大氣探測網體系、資料存儲和傳輸體系、超級計算機數值模擬體系以及具有科學素養的人來綜合做出的,氣象衛星、雷達等為其構建了監測網。
就如冰箱和互聯網一樣,天氣預報是現代科技發展的成果之一,受益也受制于各方面科技的進展。
具體天氣的預報可靠性是有限的和變化的,并且不同類型的天氣可預報性差異也極大。一般而言,冷季天氣預報總體可靠性可以達到5~10天,暖季則3~5天可靠性就會大打折扣。大范圍的天氣現象可以較早預報(數日),局地性的天氣現象有時候連提前幾分鐘都不可能。
另外,某段時間、某片地區可能出現和具體時間、具體地點將要出現是完全不同的兩個概念。比如,某天北京有雷陣雨,和某天下午2點某廣場有雷雨這兩種表述是根本不同的,前者提前數日也沒問題,后者哪怕當天也很難可靠。
各類降雨的云系中,強對流的積雨云可以造就更密集的大雨滴。所以,絕大多數暴雨是由強對流造成的,還有雷電、陣風、冰雹、龍卷等。
同一個對流體或者說同一塊積雨云的不同位置造成的天氣類型和強度是不盡相同的,典型的表現如“雹打一條線,風雨一大片”等,各處的風雨強度又是不均勻的。另外“山雨欲來風滿樓”其實很好的形容了風一般比雨先到的特點。而龍卷這種只在單體某個位置產生的系統,一般直徑只有幾十米到幾百米。
由于強對流既可以單獨個體帶來天氣,又可以單體的集群形式出現,因此強對流天氣具體影響的時空、類型及強度都非常復雜。空間尺度可以從幾十米到幾千公里不等,時間尺度相應可有從幾十秒到幾天的變化的復雜局面。同一個過程,有的地方和風細雨,有的地方狂風暴雨,有的地方電閃雷鳴,有的地方冰雹龍卷。
如果把單個強對流天氣系統比喻為一頭象,那么當強對流天氣系統以大規模集群出現時,強對流天氣云系就像是“象群狂奔”了。比如今年5月10日至11日的南方強對流天氣,范圍大且非常劇烈,好比一個狂奔的“象群”,自西向東從重慶、貴州一路跑到了浙江、江蘇,影響了我國長江中下游廣大地區。
氣象部門發布的天氣預報一般只說結果:主要包含了時間、地點、類型、強度等信息,核心就是天氣落區,有時候就是一個地圖上的“圈圈”。
有時候吃瓜群眾有話要說:小半個中國都圈進去了,時間跨了整整12個小時,就這?
但是天氣預報產品就是這樣,這其實是個潛勢預報:即強對流天氣還沒發生,但發生的可能性很大。
從科學的角度,強對流天氣系統的出現需要具備很多物理條件,這些數據會受觀測和模擬的誤差影響,還受尚不知道的某些因素影響。這些已經足以影響預報結果的準確度了。
這是潛勢預報的最主要的困難。即不論預報的把握大還是小,它只能是個可能,術語叫概率。
強對流天氣的潛勢預報,一般可以提前幾個小時到幾天做出,可以說在大致的時間、大致的區域、大致的天氣類型和強度,都有很高的可信度,但確實不能精準知道準確出現的時間和地方。
潛勢預報是沒出現時預測其出現的可能性,已經出現或部分出現之后的預報就叫臨近預報/警報。臨近預(警)報的制作依賴于監測,一般形式為發出藍黃橙紅四個級別的預警信號。
顏色升級意味著天氣的強度和影響范圍越大。中央氣象臺的預警不管是什么顏色其實都是潛勢預報,省市縣三級地方臺的各色預警信號,有的相當于臨近預(警)報,有的類似潛勢預報,這根據不同的天氣情況和不同的發布單位而不同,省級的更接近于潛勢預報,市縣的更接近臨近預報。
臨近預警很準嗎?能提前多久?如果與潛勢預報相比,當然是準太多了,因為已經看到了嘛。但與絕對意義上的精準相比,依然做不到,雖有規律但無定數。
臨近預(警)報一般是相對精準的,但這個時間只能提前幾分鐘到幾個小時。如何做監測和臨近預警?這個技術有一部分與潛勢預報相通,我們目前主要通過天氣雷達、氣象衛星和加密的地面氣象觀測等資料來捕捉強對流天氣,然后根據它的蹤跡和周邊物理條件預測其移動和生消演變。這里面其實有很多的困難,比如大網撈小魚。
大網撈小魚是怎么回事?原則上,綜合應用各種觀測手段的優點,我們基本可以很準確監測。但是,每種觀測手段都有其局限性和缺點。比如說,龍卷風直徑一般只有幾十米到幾百米,我們看看各種最主要最強大的工具如何抓它。