中美兩國龍卷災害對比簡析

程 亮 元慧慧 高耀庭

龍卷（又稱龍卷風）一般產生于強對流風暴內部，由風暴云底向下伸展到地面，進一步發展為漏斗狀云，從而生成小范圍空氣渦旋，其中心最大風速可達100～200米/秒，直徑一般為幾米到幾百米。龍卷生消迅速，常與雷暴、颮線、冰雹和短時強降雨等強對流天氣相伴出現，易造成重大的人員傷亡和財產損失，是應予高度重視的一種強烈的災害性天氣現象。

形成龍卷有三個必要條件：對流層明顯的位勢不穩定，上干下濕的水汽垂直分布和強的垂直切變。縱觀全球，無論是從生成機制、地理環境，還是歷史統計數據來看，中緯度地區也就是南北緯20°～50°范圍，是最容易形成龍卷的區域。

中國和美國同為中緯度地區的國土面積大國，都具有龍卷生成區域典型分布等特點，但在龍卷生成個數和強龍卷個數上還是有著顯著差別。

受客觀條件所限，現有的觀測手段很難獲取到龍卷的真實風速、內部氣壓等氣象要素數據。龍卷的最大風力和強度的判斷，大都是通過災后調查估計或多普勒天氣雷達近距離觀測估算得出。中美兩國現行的業務規范里都采用“增強藤田級別”(Enhanced Fujita Scale，EFScale)，用來在災后現場估計和界定龍卷強度，其中EF0（風速29～37m/s）和EF1（風速38～49m/s）級龍卷屬于弱龍卷，EF2（風速50～60m/s）至EF3（風速61～73m/s）級龍卷屬于強龍卷，EF4（風速74～90m/s）和EF5（風速大于90m/s）級龍卷屬于超強龍卷。

美國是全球范圍內發生龍卷災害最多的國家，平均每年有記錄的龍卷數量超過1 000個。美國龍卷強度大部分都比較弱，有將近八成的龍卷強度在EF0至EF1級，2%左右的龍卷強度在EF3級以上，EF5級超強龍卷比例只有1‰左右。也就是說，若美國每年有1 000個龍卷發生，大約只有20個龍卷達到EF3級別及以上，1個龍卷強度級別達到EF5。美國有兩個龍卷災害高發區域：一個是美國南部靠近墨西哥灣區附近的幾個州，包含佛羅里達州、密西西比州和路易斯安納州等地；另一個是美國中南部的“龍卷走廊”（Tornado Alley），這個特殊區域一般是指美國中部大平原的一條狹長地帶，包含得克薩斯州、俄克拉荷馬州、堪薩斯州以及內布拉斯加州等地，約四成的EF3級及以上的強龍卷都發生在這個區域。

由于我國龍卷災害的觀測和研究起步較晚，專業資料的儲備不太齊備，很多的龍卷記錄有缺失和不完整的情況，有些災情記錄的內容也太不完善，客觀上會造成可供研究的樣本數低于實際龍卷產生數的局面。根據1949年以后的相關記錄來看，我國年平均生成龍卷100個上下，總數大約只有美國的1/10，主要分布于我國東部和沿海地區，尤其以華東、華中以及華南的平原地區、東南部等平原地區；江蘇、湖北、湖南、山東和上海為前五名，占強龍卷總發生數的一半以上，其中江蘇次數最多，占比高達22%。上述龍卷高發區域大多地勢平坦，臨江靠海，域內水網水系密集，跟美國“龍卷走廊”類似，具有對龍卷發生有利的熱力、動力和下墊面條件。

美國對龍卷的研究開展較為廣泛和深入，在前沿理論探索、實驗室建模、中小尺度數值模式開發和仿真模擬研究等方面具有明顯先發優勢；美國也開展了很多大型外場觀測試驗，其包括新一代天氣雷達在內的龍卷觀測設備也在不斷發展和改進中。中國由于發生龍卷的數量偏少、關注度不高，還處于起步階段，但是近幾年出現了類似江蘇鹽城“623”等多次強龍卷災害，從而提高了社會對龍卷的認識度和關注度，進而促進學者們加深對龍卷的研究，同時也進一步推動中國在龍卷的觀測設備以及監測預報預警業務水平上都有所進展。