龍卷是一種生命周期短、空間尺度小的強天氣系統,伴隨高速旋轉漏斗狀云柱的強風渦旋,其所到之處常會發生拔起大樹、掀翻車輛、摧毀房屋等現象。龍卷在世界上許多地區都有發生,其中美國是遭受龍卷侵襲最多的國家,其年平均龍卷個數超過1000個。龍卷的形成既需要有暖濕空氣交匯提供對流條件,又要求高低空環流的配合,還需要有較平坦的地形,美國中西部特殊的地理、氣候環境非常有利于龍卷的形成,使得其被稱為“龍卷之鄉”。我國的龍卷在東北、華北、長三角和珠三角平原等地均有發生,尤其是長三角地區。但總體來說,由于我國的山脈多東西走向,沒有大范圍的平原地形,因此冷空氣無法長驅南下,使得我國龍卷的發生頻次和強度要遠低于美國。
龍卷的研究起源于17世紀的歐洲,那時歐洲正由文藝復興向近代早期過渡。19世紀80年代開始,美國龍卷研究開始發力,如今其龍卷的數據庫建設、外場觀測試驗、發生環境特征研究、氣候特征分析、影響評估等方面都走在世界前列。我國龍卷研究則起步較晚,始于20世紀60年代。據統計,自20世紀50年代以來,我國龍卷發生的頻次不及美國的十分之一,未發生過EF5級的龍卷。而2016年6月23日,江蘇省鹽城市阜寧縣發生了歷史罕見的EF4級龍卷,風力超過17級,導致99人死亡、846人受傷,再一次將中國氣象界的目光聚焦到龍卷研究及預報預警上。
鑒于龍卷的研究與預報在全球范圍內被越來越多的學者關注。本刊特別組織了龍卷等強對流天氣預報及研究的相關專輯,邀請了國內外從事該項研究的學者,針對這一強對流天氣,從其觀測、預報、理論和模擬等方面進行深度分析和探討。
由于版面的限制,專輯將分為兩期刊載,本期主題為“龍卷預報與研究”,主要從龍卷的統計特征、動力分析、數值模擬、預報預警等方面進行介紹。其中,王東海等比較分析了中國與歐美龍卷統計特征(P8);高守亭等初步探討了龍卷的動力學因素(P24);姚聃對龍卷數值模擬研究的發展進行了綜述(P28);錢維宏等用瞬時擾動法檢驗了龍卷環境系統的模式預報(P36);鄭永光等分別對龍卷的環境和結構特征(P44),以及預報預警和災害調查進行了闡述(P55)。杜鈞等則介紹了研發中的美國強天氣預報系統——FACETs(P6)。
為更好地把握學科前沿進展,使專輯內容更加權威,特別邀請了美國海洋和大氣管理局的杜鈞研究員、郜吉東研究員和國家氣象中心的張小玲研究員作為專輯特約編輯,承擔專輯的策劃、約稿及審稿工作。對三位專家的辛勤付出表示衷心感謝!
Advances in Meteorological Science and Technology2018年2期