龙卷风来了!呼啸着卷起大树和汽车。
空气闻上去像刚切割的新鲜青草,远处传来类似喷气飞机的声音。手机警报响起,人们纷纷躲进地下室避难。
就在这瞬间,有一辆车,反其道而行之,迎着龙卷风的方向前进,做了一个最帅的逆行。这是追风者团队。车上满载气象仪器,收集风速、气压等数据,电脑屏幕上显示着龙卷风的雷达图。
风暴追逐者蒂姆·萨马拉斯驾驶着车,左手搭在车窗外,右手紧握方向盘,他一直紧紧盯着窗外。他倾听龙卷风的动静,嗅闻龙卷风的气味;判读天气征候,看天上的云,感受拂过脸颊的风。
蒂姆·萨马拉斯有30多年与龙卷风相处的经历,追踪过125个龙卷风。业内把蒂姆称为“追风界的绅士”。每年,在龙卷风高发的季节,蒂姆·萨马拉斯团队开车5000多千米追踪龙卷风。
龙卷风有多危险
龙卷是从雷暴云中向下伸的一条高速旋转的烟筒形圆柱。龙卷风由雷暴释放的能量产生。雷暴释放的能量巨大,龙卷风只占了很小一部分。龙卷风的能量都集中在一个很小的区域,就像是一个收起双臂、身体下蹲的溜冰运动员,转动骤然加速,极其危险。
由于龙卷风极具破坏性,被很多人称为“大自然的黑暗面”。龙卷风造成的损失主要来自巨大气压差所产生的大风,如此高的风速会把汽车卷入空中,将普通的住宅撕成碎片,这些碎片对人们来说都是致命的。被卷入龙卷风中极其危险。在美国,龙卷风每年造成的死亡人数仅次于雷电。2011年4月,美国南部地区7个州遭遇龙卷风与强风暴袭击,造成至少350人死亡,数千人受伤。
为了使气象学家更好地了解龙卷风,使公众更好地躲避龙卷风,蒂姆·萨马拉斯和他的团队迎龙卷风而行。美国探索频道纪录片《追风部队》曾记录这些“风暴追逐者”。
2003 年,美国南达科他州曼彻斯特发生 F4 级(风速93~116米/秒)龙卷风,建筑遭到严重损坏。蒂姆不顾安危与龙卷风亲密接触,见证了龙卷风对整个城市的肆虐,记录下了很多珍贵的数据、视频、图片资料。
蒂姆在一次采访中对《国家地理》杂志透露,龙卷风毁坏了一座房屋后,空气中有一股像煤气的味道。有时候在龙卷风现场会闻到泥土新鲜气息,就像开着一台推土机碾过田野。龙卷风的声音也经常发生变化,如果龙卷风袭击空旷地带,听上去就像瀑布的声音;如果袭击人口稠密的地方,听上去更像打雷的声音。
2013年5月31日,蒂姆·萨马拉斯在俄克拉何马州追踪龙卷风。龙卷风突然转向,蒂姆被甩出800米远,不幸遇难。美国气象专家说,这个龙卷风释放的总威力是广岛原子弹的几倍至几百倍。
在美国,追逐龙卷风的人越来越多。15年前,这一数字只有几百人,而今已经发展到数千甚至上万人。蒂姆的意外去世也让一些相关人士呼吁警醒其他追风者,要敬畏大自然,不要离龙卷风太近,你永远无法预测下一秒龙卷风会不会追上你。
为什么要追踪龙卷风
不要对人类的科技太过自信,已发明了无数炫酷技术的人类,至今对龙卷风并不真正了解。
很多时候,气象科学家难以预报龙卷风,在美国等龙卷风高发国也只是实现了对龙卷风的预警。龙卷风一旦形成且被探测到,气象工作者会根据龙卷风的发展路径发布预警,但是仍然不能非常精准地预测某地是否会遭受龙卷风的侵袭。现阶段的龙卷风预警多是打时间差,通常是已经出现了龙卷风,结合气象预报员的经验来判断其影响范围和移动路径,发出警报。
美国国家海洋和大气局(NOAA)风暴预报中心(SPC)的气象工作者发布美国龙卷风预警和警报。他们监测全美天气状况,一旦天气状况满足龙卷风的生成条件,将每隔4~6小时发布强雷暴或龙卷风监测信息。当天气雷达监测到有龙卷风的生成时,当地的国家天气服务与预报办公室将会发布龙卷风警报。现在人类依然是龙卷风探测系统的重要组成部分。普通公民志愿者组成了一个叫“风暴观测员”的网络,由志愿者和当地社区的人员监测正在迅速移动的龙卷风。
尽管研究龙卷风的科学家们多年来进行了大量实地追踪和研究,人类对龙卷风的秘密仍所知甚少。龙卷风在近地面的直径只有大约几米到几百米,持续时间只有几分钟到几十分钟,属于中小尺度天气范畴,现有的常规气象观测网无法对龙卷风进行精确的观测,无法取得龙卷风从生成到衰亡的全过程的准确资料,这都增加了预测龙卷风的难度。
龙卷风是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生。它的形成和发展必须有大量的能量供应,因而需要有强烈对流不稳定能量的存在,常发生在冷暖空气交汇地带,特别是在低层有暖湿气流而高层有冷空气的地区。它与热带气旋性质相似,尺度比热带气旋小很多。
通过现有资料分析,只有约20%的雷暴形成了龙卷风。那么,为什么有的雷暴可以形成龙卷风,而有的雷暴就不可以呢?不同风速或风向导致产生这种旋转运动的具体原因是什么?下沉运动、水平和垂直方向上温度和湿度的分布对龙卷风的形成有什么作用?
如果人类更好地获得龙卷风的相关数据,了解导致产生龙卷风的最终原理,对极端天气情况的预报能力将大大提高。追风者和气象学家的目标很明显:了解龙卷风,预报龙卷风的发生和发展,拯救更多人的生命。
美国电影《龙卷风》是根据美国国家强风暴实验室在20世纪80年代中期所做的工作拍摄的。电影中,气象专家将“龙卷风气象台”成功地放飞到龙卷风中,通过成千上万的小探测器,收集到了完整的风暴中心的资料。现实中,强风暴实验室只是试图把它放在龙卷风可能经过的路径上, 但是尝试了好几年,始终没有达到预期的效果。
而蒂姆自己设计并动手制作的海龟形状的观测仪器在一定程度上有所成效。2003 年,在追逐南达科州曼彻斯特龙卷风时,他预测龙卷风可能经过的路径,把自己做的探测器展开在龙卷风可能经过的路径上,探测龙卷风的行进方向和破坏力。82秒后,龙卷风压通过了探测器。探测器测出了龙卷风内气压下降的最快速度(1分钟内下降100百帕)以及龙卷风内部气压最低值(850百帕),这是人类测量到的龙卷风内部气压最低值的吉尼斯纪录。这些一手数据有助于科学家理解龙卷风的动力学原理以及龙卷风的形成方式。通过这些数据,气象学家可以作出更精确的预报,给公众更及时的警报。
中国追风的人
世界很多地方有龙卷风发生。全世界每年有记录的龙卷风在1000个以上,其中美国占到一半,堪称“龙卷王国”。对于为什么龙卷风在美国最多,科学家仍有很多疑问,其中有一位科学家开玩笑地说,“大概美国人运气好吧”。
我国龙卷风相对较少,平均每年不足100个。我国大部分省(市、区)都有龙卷风的踪迹,江苏、上海、浙江、山东、湖北、广东等省(市)相对较多,长江三角洲是龙卷风发生最多的地区。中国早有关于龙卷风的记载,沈括在《梦溪笔谈》中记载了1076年恩州武城县龙卷风的灾难记录。当时,一股龙卷风“望之插天如羊角”,死伤数人,县城沦为废墟。1956年9月24日,龙卷风袭击上海,把一个110吨重的储油桶举到15米的高空,再把它轻而易举扔到120米以外的地方。
龙卷风还会形成在水上。水龙卷与陆上龙卷基本相似。龙卷中心气压低,具有很大的吸吮作用,能把水吸离水面,形成水柱。中华民族以龙为图腾,而传说中的神龙又是翻江倒海的,所以中国人把水龙卷称为“龙吸水”。2013年8月19日,松花江肇源段江面上出现水龙卷,水龙卷一边旋转,一边向前移动,同时伴随狂风暴雨和冰雹,时间持续十多分钟。
近期也有中国人加入追龙卷风的队伍,并且人数越来越多。但是,由于中国龙卷风少,台风多,中国人更多地追踪台风。实际上,台风还可能成为孕育龙卷风的“母体”。台风移动的右前方区域是龙卷发生最频繁的位置,在美国25%的飓风会引起龙卷。(来源:气象知识)
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