關注龍卷將我國激烈天氣研究引向深入
——記2020年全國龍卷學術交流會

■ 賈朋群 李兆明

2020年11月17—18日，2020年全國龍卷學術交流會在美麗的佛山市南海區召開，來自全國12個省（區、市）的氣象業務部門以及北京大學、中山大學、成都信息工程大學等高校近140位學者就龍卷研究、災調、模擬等多個主題，以大會報告和分會場報告（線上和線下）方式，開展了較為深入的交流。會議還增加了龍卷災調培訓講座，深受到會青年學者的歡迎。

目前，美國是世界上龍卷發生最多的國家，實際上，在二次大戰前，歐洲對龍卷的研究要多于美國，同時形成了針對龍卷的統計，對其起因研究形成了不同學派（圖1）。來到近代，因為龍卷在美國最頻繁出現且隨著探測和預報技術的進步，龍卷預報氣象業務逐步在美國氣象部門形成（參見本期姚聃等文章）。

圖1 歐洲900多年龍卷發生的統計（左）和解釋龍卷成因的3個主流學派（右）

在中國，近年來因為龍卷幾乎每年光顧，且造成較為嚴重的生命和財產損失，氣象學界一直對龍卷興趣不斷。一方面，如佛山市科學技術協會黨組書記、主席鄭偉雄在會議致辭中所言，龍卷可以與地震、海嘯并列，是給人類帶來巨大災難卻難以預報的自然災害；另一方面，近年來包括自動氣象站和天氣雷達在內的我國氣象監測網的完善，以及改進的強對流模擬能力，為包括龍卷在內的中小尺度天氣災害預報預測帶來希望。這些進步直接帶來了針對龍卷業務進步：從以災害發生的事后分析為主，轉到試圖借助最新的探測和龍卷規律認識，實現提前預報預警。

1 新探測平臺捕捉龍卷信息，為預報打下堅實基礎

龍卷是生命期一般在30 min左右，最長伴隨其附著的系統可以維持數小時。龍卷的活動區域一般在數十千米范圍內。目前較為成熟的天氣預報模式，因為模式格距一般在10 km左右和數小時的時間更新尺度，以及模式對中小尺度動力和熱力過程解析能力的限制，真實的龍卷，甚至是類似的流場等，在模式結果輸出中都難見其蹤影。龍卷預報必須在研究層面上，借助時空分辨率更高和分辨率更好的模式，開展研究和試驗性預報。

全球最早開展國家天氣雷達網建設的美國，也同時是世界上龍卷發生最多的國家，中國氣象局許小峰研究員在會上介紹的美國新一代雷達網設備上，龍卷成為這類專門探測設備的重要標簽（見本期3頁圖1）。同時指出天氣雷達在氣象監測業務發展中仍將處于難以取代的地位，需要在發展布局中優先考慮，保持其生命力和先進性。

2 識別龍卷需要得到各種中小尺度強對流天氣的精確素描

本次會議很大比例的報告，涉及到災調這一針對龍卷天氣獨有的研究方式。災調既是確定是否發生龍卷及其等級的最令人信服和科學的方式，更是精確給出風災損失不可或缺的程序。會議很多報告將災調結果與雷達監測對比開展分析，這些分析得到的啟發，對于一線預報員無疑最有意義。當然，如許小峰介紹，美國很多龍卷案例的精確認知，得益于“追風者”無畏的更專業化和實時、準確的一手資料，這些資料的獲知并與雷達數據相互印證，能夠得到更加詳實的事實，甚至成為說服美國國會投資的最重要依據。本次會議揭示的中國龍卷多發地區，尤其可稱為龍卷小型“通道”的，分別位于以佛山為中心的珠江三角平原地區、江浙和東北。未來，也還會出現一些專業的中國追風志愿者隊伍，為龍卷等強對流天氣的預報帶來轉機的機會。

圖2 近年來我國龍卷高發的3個地區

3 龍卷預警在佛山等地入列氣象業務，引領強對流天氣的深刻認知

業務化龍卷預報的成熟，需要科研持續陪伴，是典型的研究型業務。正如國家氣象中心鄭永光研究員在報告中發問：（業務預報的）關鍵信號在哪兒？回答這個問題學者有自己的感覺，或許為未來研究方法的多樣性描繪了藍圖。如鄭永光對AI技術寄予希望；而美國俄克拉何馬大學薛明教授在遠程視頻報告中則瞄準了渦度，尤其是針對低層龍卷渦度來源進行深耕，期待更準確地把握龍卷發生機制。不管怎樣，北京大學孟智勇教授團隊針對近年來龍卷發生地的統計，給出的全國龍卷高發“窗區”或者小“走廊”（圖2）已經引起了氣象部門重視，個例積累到一定程度的少數地區，如會上交流的信息表明，在佛山和江蘇部分地區業務化龍卷預報已經在路上。其中，佛山市龍卷風研究中心黃先香首席介紹了業務化龍卷預報的流程，是我國氣象預報業務延伸到龍卷的重要標志。誠然，會上嘗試開展預報試驗的業務機構，都如實給出預報各種指標，既有成功預報的喜悅，也有誤報、空報的不解與遺憾。但是這些數字在業務初創期是必然的，手里每年有比中國多10倍以上個例的美國同行，目前龍卷空、誤報次數也在量級上等同于準確預報。更何況黃先香首席介紹的業務化流程，目前還主要基于距離佛山較遠的廣州雷達，而佛山最新建成并成功業務化的7部（很快更新到9部）相距30 km的相控雷達陣列的投入使用，讓人們有了更多期待，甚至彎道超車也不算意外，這是多數會議代表在佛山市龍卷風研究中心了解到其最新業務能力后心中的感悟和期盼。

本次全國龍卷學術交流會是我國氣象行業首次以龍卷為專題的學術盛會，包括特邀報告16個、專題報告22個，覆蓋面較廣，總共吸引了13萬人次在網上參會，是2020年末得到學界和業界廣泛關注的成功交流。會后，與會專家還前往佛山市龍卷風科普展廳進行調研，重點了解佛山在龍卷等強對流天氣監測、預警試驗、科研攻關、災害調查等研究成果。正如廣東省氣象局梁建茵研究員在開幕式致辭中指出的，作為國內首次專注于龍卷的學術會議，今后要辦下去，并吸引全球目光、打造平臺和品牌。中國龍卷人用不多的案例，已經開啟了高起步的龍卷以及相關的強對流研究。