龙卷风防范与自救：有效监测与预警

像某些地震一样，龙卷风是无法准确预测的。这是因为从动力学上来讲，对其发生发展的机理还不十分明了，同时，由于尺度太小，通常的常规气象观测网很难捕捉到它，所以，现在获取的有用信息主要还是来源于对它的监测。近年来，由于一些研究人员的勇敢和执着，龙卷风这块“幽灵”的腹地为人所探知，因此，人们逐渐揭示出了它的形成、特性以及爆发的机理，且提供了充分的理论依据对其进行预测。

龙卷风一旦形成，就可以跟踪其发展过程，而且在它有可能靠近的时候，人们就会收到预警。在若干年以前，人们就注意到了或许龙卷风已经出现且正在逼近的第一个标志——独特的咆哮声。只要出现这种情况，人们就会四散跑开，希望龙卷风到来之前，能找到可以躲避的地方。随着现代气象学取得的重大进步，人们已经能对龙卷风进行预测，因此，对于龙卷风的来袭，人们可以有一定的时间提前做出准备。比如，美国国家气象局可以在龙卷风的漏斗及地后到达有人居住地区的前6分钟发出警报。这段时间看似不长，但由于之前就已经发出了龙卷风可能来袭的警报，所以这6分钟绝对是可以救命的时间。随着科技的发展，相信在不久的未来，这一安全时限还会有明显地提高。我国由于不是龙卷风灾害的主要发生地带，目前，还没有专门的机构和人员进行龙卷风研究。

（1）龙卷风的监测工具

龙卷风具有发生突然、寿命不长，且伴有巨大威力的特点，对其进行监测非常困难，但是，龙卷风的追踪者却进行着这项光荣而艰巨的任务。通过无线电探空仪和无线电探空测风仪，他们可将其带回的资料进行分析，判断哪些地方可能发生龙卷风，同时驱车赶往，但是，并不是每次都能成功。如果幸运的话，他们就可以在龙卷风来临前的几分钟时间内从车上卸下仪器，将其安装在龙卷风即将经过的路径上，然后趁着龙卷风到来之前迅速离开。这样，人们就可以通过仪器所记录下来的各项参数指标了解龙卷风的特性。但是，这种监测方式存在极大的危险性。

1960年4月1日这天，史上第一颗电视红外观测卫星被发射进入了地球轨道。它绕着地球旋转，由此，地面站可以接受其经过的狭长的陆地和海洋的电视画面，这一技术预示着龙卷风的监测有了新的开端。现在，很多气象卫星旋转在地球周围，可以把大量详细而准确的数据传递给地面。气象卫星可以全天候地进行观测，而且几乎没有观测不到的空白地带。但是，这类观测却仍有一个弊端，就是从卫星图像上只能看到云的分布，而很难知晓云体内部的情况。

值得庆幸的是，随着科技的发展，这一问题也随之迎刃而解，那就是雷达的广泛应用。雷达可以研究积雨云，特别是专门设计来研究云的雷达，不仅能够观测云的形成、云块的高度和厚度以及云内水和冰的含量，而且，还可以从雷达反射波了解雨点的位置、雨点的密集程度。气象学家认为，当可以在降雨图上看到一个独特的钩子形状时，就表示云中有中气旋，预示着龙卷风可能来临。目前，风在云中旋转的速度可以由多普勒雷达直接测量。被称作下一代天气雷达的美国气象观测网络中一个覆盖全国的多普勒雷达系统，由它提供的三维图像，可以非常清楚地分辨200千米以外的天气，322千米以外的天气分辨率则稍逊一筹。结合运用气象卫星和雷达，可以有效地连续监测龙卷风的发生、发展、消亡。

（2）龙卷风的预测方法

由于各种龙卷风的范围都很小，且寿命不长，这给科学研究和预报带来了很大的困难。但是，只要留心观察，就会发现龙卷风到来之前总会有一些值得注意的天气现象和特征出现，比如，大气在龙卷生成前很不稳定、气压也会显著降低、云系对流旺盛、云的底部扰动十分厉害等，这些现象的出现对于龙卷风的预报有一定的帮助。另外，发现并追踪龙卷风，气象雷达功不可没，300千米外的积雨云都可以被它观测到，一旦与龙卷风相关的钩状回波出现在雷达中，警报就会发出，但并不是所有龙卷风的出现都会有这种明显的钩状回波。因此，想要得到更可靠的龙卷风信息，就要采用雷达和目视相配合的方法。在观察者发现龙卷风后，应该立即向气象部门报告，然后，气象部门也要做出相应措施，首先要做的就是用雷达对龙卷风进行跟踪，随后尽快对其移动路径上的居民和单位发布警报。(www.xing528.com)

20世纪60年代，随着气象卫星的出现，预测龙卷风的探测工具又刷新了形式。在监视龙卷风的发生上，用同步卫星拍摄的云图起着极为重大的作用。与其他观测工具相比，卫星观测可以昼夜进行，并且能看到更小的目标。假若把雷达和卫星结合起来，龙卷风的变化就能被连续观察到，而且，在龙卷风发生的前30分钟就能够发出警报。

大量的龙卷风常爆发在美国俄克拉荷马州，致使生命及财物损失严重。20世纪90年代，为了帮助探测和预测龙卷风，美国国家航空航天局的科学家们开始利用光学瞬间探测器在地球同步轨道记录和观察发生在美国的闪电。1999年5月，有70多个龙卷风产生于一连串的雷暴。当分别在堪萨斯州、德克萨斯州和俄克拉荷马州出现时，美国国家航空航天局的热带雨量测量任务卫星经过6个“超级细胞”，用卫星上的闪电影像感应器记录到的闪电活动每分钟90多次，而且其中绝大部分的闪电发生在云中，但是，当这些“超级细胞”演变成龙卷风以前，由于下沉气流在孕育龙卷风，闪电的次数迅速减少。因此，监测闪电发生的次数和模式才能准确预测龙卷风。

（3）龙卷风的警报

大多数国家的气象局都会发布危险天气的警报，但只有美国等少数国家的气象学家特别关注于可能出现的龙卷风。他们会对卫星云图进行仔细地分析，在云的形成过程中寻找表明涡旋存在的钩状云系。他们还分析多普勒雷达扫描的结果，借此了解云块的内部旋转与否以及旋转时的速度。通过美国阿拉巴马州大学专家的研究，利用龙卷风的雷达图像可以研究出精确的风暴预警方法，该方法可以把强龙卷风来袭的时间及地点更为及时而准确地提供给民众。

龙卷风警戒是气象学家最先发布的警报，它代表还没有真正观测到龙卷风，但是，如果有合适的条件，在几小时内，它们就会形成。

龙卷风警报是第二种警报，它代表你所在的区域已经出现龙卷风。此时，你要做的就是必须马上躲到一个安全的地方，就算龙卷风最终没有来临，也会有出现大雨、冰雹和闪电的可能性。龙卷风警报通常有逐县警报、地毯式警报等，为了尽量使危害减轻，还不得不经常发过多的警报，但这样自然好过漏发警报所带来的结果。

美国的龙卷风、强雷暴的监测、预报和警报进展都有大幅度提升。预报方法从经验预报为主到以物理因子为基础，随着不断增强的交互计算机处理能力，也大大提高了预报员评估强对流天气出现可能性的准确率。比如，从1973～1996年，强对流天气监测准确率从63％提高到90％。而美国因龙卷风死亡的人数，从1961～1970年间的972人，到1971～1980年间，下降到590人，而1987～1996年间，则下降到430人。