當(dāng)前位置:首頁 > 專家互動

17級,60.3米/秒!——探尋桂林臨桂區(qū)極端大風(fēng)

發(fā)布時間:2019年04月08日 來源:中國氣象報 作者:孫楠 唐熠

臨桂氣象站風(fēng)速折線圖

3月21日當(dāng)晚,臨桂氣象站值班室的鐵皮墻被大風(fēng)吹破。

受大風(fēng)影響,樹木倒伏,房屋受損。圖片由李向紅提供

圖為廣東省佛山市龍卷風(fēng)研究中心工作人員赴臨桂現(xiàn)場調(diào)查時航拍的受災(zāi)區(qū)域。

  新聞回放 3月21日21時前后,廣西壯族自治區(qū)桂林市臨桂區(qū)遭雷雨大風(fēng)、冰雹襲擊。

  臨桂區(qū)國家氣象站測得當(dāng)天21時13分,最大陣風(fēng)60.3米/秒,也就是17級。

  這是廣西歷史上前所未有的狂風(fēng),超過2014年超強臺風(fēng)“威馬遜”在潿洲島創(chuàng)下的紀錄59.4米/秒。

  60.3米/秒意味著什么?

  超過51米/秒就是超強臺風(fēng)的最大平均風(fēng)速。超過60米/秒和時速250公里的動車相差無幾。

  這一數(shù)據(jù)甚至令很多業(yè)內(nèi)專家吃驚。

  內(nèi)陸桂林,怎么會有如此猛烈的大風(fēng)呢?究竟發(fā)生了怎樣的天氣現(xiàn)象?會不會是儀器的誤讀呢?

  ■數(shù)據(jù)

  首先從觀測數(shù)據(jù)進行判斷。3月21日21時左右,臨桂氣象站測得的風(fēng)速有明顯的線性增加過程。21時8分,測得17.4米/秒;9分,32米/秒;10分,34米/秒;11分,34米/秒;12分,44.7米/秒;13分,60.3米/秒;之后的14分降至22.8米/秒。

  且當(dāng)天桂林有5個國家級氣象站出現(xiàn)大風(fēng)(超過17米/秒)。周邊區(qū)域站也測得超過20米/秒的大風(fēng)。

  桂林市氣象臺臺長李向紅認為,從線性增加過程來看,風(fēng)速測量值是較為合理可信的。

  再來看氣壓,低氣壓意味著風(fēng)暴來襲,氣壓差決定了風(fēng)的大小。21時9分氣壓為980百帕,12分下降為

  977百帕,但13分氣壓出現(xiàn)缺測,14分數(shù)據(jù)恢復(fù)正常,升高為983百帕。

  廣西壯族自治區(qū)氣象局的探測裝備專家分析缺測原因,認為氣壓儀一分鐘采集30個數(shù)值,氣壓陡降陡升,采樣差值大,采集器認為這是錯誤的數(shù)值,就按缺測進行了質(zhì)控。

  盡管有缺測,但前后的數(shù)據(jù)說明,氣壓在3分鐘內(nèi)下降3百帕,又在兩分鐘內(nèi)上升6百帕。巨大的氣壓差能夠證明發(fā)生了非常猛烈的大風(fēng)。

  ■現(xiàn)場

  現(xiàn)場受災(zāi)的情況又如何呢?臨桂氣象站周邊學(xué)校門窗被整體刮飛,擺渡車被刮得滿地跑,有的房頂被掀翻,操場圍欄向不同方向倒伏。

  臨桂觀測站建在一座小山包上,海拔約是220米,周圍的地面海拔高度在160米左右,受地形作用,平時的風(fēng)就比較大。

  氣象站的百葉箱被掀翻。臨時值班室的鐵皮房墻面被刮破,風(fēng)從值班室西北面吹進來,把一張桌子吹了出去,滾到了山下。

  觀測場的百葉箱朝東南方向倒伏,觀測場所在小山之下的樹木倒向有一定輻散狀(從中心向四周);在距離觀測站約800米的地方,出現(xiàn)了小范圍的樹木輻合(從四周向中心)倒伏。

  李向紅介紹,三四月是廣西冷暖交匯最激烈的季節(jié),從現(xiàn)場情況判斷,這是一次范圍尺度很小、非常局地的強對流天氣。

  ■探因

  如果數(shù)據(jù)準確,出現(xiàn)這么強的風(fēng)是什么原因呢?

  在中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院教授俞小鼎記憶中,近二十年,對流型大風(fēng)沒有如此高的數(shù)據(jù)。他說,雖然特征不是很清楚,但雷達圖上有下?lián)舯┝鞯暮圹E,與現(xiàn)場直線型大風(fēng)相印證,初步判斷可能有下?lián)舯┝鳌?/span>

  下?lián)舯┝鞫喈a(chǎn)生于發(fā)展成熟的強雷暴云之中,是一種局部性的強下沉氣流,通常表現(xiàn)為一束強烈的氣流從天空沖向地面,看起來就像一枚從天空投向地面的炸彈。接觸地面后,氣流會向四面八方擴散,但一般以向雷暴云前進方向擴散為主。

  2015年因下?lián)舯┝鞫恋?ldquo;東方之星”客輪,當(dāng)時測得瞬時風(fēng)速32米/秒至38米/秒;去年北京下?lián)舯┝髟斐梢蛔娝狗瑴y得20.8米/秒瞬時風(fēng)速。

  但這都離60.3米/秒有巨大差距。俞小鼎認為,雷達回波圖上還能看出中氣旋環(huán)流。中氣旋和下?lián)舯┝鳢B加,會使風(fēng)力更強。

  中氣旋是對流風(fēng)暴中幾千米到十幾千米尺度的小尺度渦旋,是可能孕育龍卷風(fēng)的一種天氣系統(tǒng)。而強龍卷的風(fēng)力能達到每秒八九十米。

  廣東省佛山市龍卷風(fēng)研究中心首席研究員黃先香赴現(xiàn)場進行了災(zāi)情調(diào)查。她也判斷是一次范圍為1公里以內(nèi)的下?lián)舯┝魉?。出現(xiàn)小范圍樹木輻合倒伏的地方恰好對應(yīng)了雷達圖上中氣旋的位置,據(jù)此推斷出現(xiàn)小型龍卷的可能性較大。李向紅也認為,大風(fēng)原因是下?lián)舯┝?,且不排除伴有小型龍卷。但遺憾的是,由于是夜間且下雨,沒有相關(guān)天氣視頻加以佐證。

  ■設(shè)備

  盡管數(shù)據(jù)監(jiān)測和現(xiàn)場災(zāi)情都可以證明風(fēng)異常大,但大到超過60米/秒,有沒有可能是測風(fēng)儀出現(xiàn)誤差呢?

  臨桂雖然是國家氣象站,但由于不沿海,并未使用強風(fēng)型測風(fēng)儀,而使用普通型風(fēng)速傳感器。臨桂所使用的普通測風(fēng)儀出廠參數(shù)顯示,60米/秒的大風(fēng)為可信范圍內(nèi)的最高值。強風(fēng)型傳感器測量范圍會更高一些,通常為80米/秒至90米/秒。

  據(jù)北京市氣象探測中心檢定與供應(yīng)科科長范雪波介紹,部分氣象設(shè)備廠家沒有風(fēng)洞試驗室,而是使用轉(zhuǎn)盤機械原理,模擬進行檢定。氣象部門大多建有專門的風(fēng)洞試驗室,模擬真實大風(fēng),和廠家檢定形成雙重保障,例如北京的風(fēng)洞試驗室會模擬70米/秒大風(fēng),檢定儀器是否合格。

  廣西的風(fēng)洞試驗檢定的最大值為30米/秒。這雖然足以保證儀器在平時大風(fēng)天的準確性,但沒有為準確測得60.3米/秒提供雙重保障。

  不過,專家基本認定數(shù)據(jù)準確,因為臨桂國家氣象站還有一套備份測風(fēng)儀,相距幾米。另一套測風(fēng)儀測得59.5米/秒的風(fēng)速。兩者出現(xiàn)幾乎相同的“誤讀”,是非常小概率的事件。

  編輯的話

  極端天氣研究,小尺度不“小”

  探究60.3米/秒,不是對數(shù)據(jù)的好奇,而是本著科學(xué)的態(tài)度,還原一次發(fā)生在內(nèi)陸的極端風(fēng)災(zāi)。首先應(yīng)有一套科學(xué)的判別方法,確認數(shù)據(jù)真實。如果數(shù)據(jù)確認無誤,記錄下如此罕見的大風(fēng),且沒有造成人員傷亡,實屬“幸運”。

  盡管監(jiān)測網(wǎng)不斷加密,但小尺度的極端天氣幾乎難以被直觀記錄。2016年“6·23”鹽城龍卷風(fēng)事件,阜寧縣新溝鎮(zhèn)測得34.6米/秒(12級)大風(fēng),射陽海河鎮(zhèn)測得27.9米/秒(10級)大風(fēng)。但那次龍卷風(fēng)事后被判定為EF4級,風(fēng)力超過17級。這說明,現(xiàn)代觀測儀器并沒有直接記錄到17級風(fēng),而是通過受災(zāi)情況和雷達等觀測手段進行推算。

  為何直接記錄更為重要呢?有這樣一個案例,去年2月14日,貨輪 Alam Seri從新西蘭出發(fā),17日不慎鉆進了臺風(fēng)“吉塔”中。安全靠岸后,氣象專家上船收集數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)和當(dāng)時通過衛(wèi)星推算的數(shù)據(jù)有較大誤差??雌饋硎滦?,意義卻重大。氣象專家利用衛(wèi)星宏觀地監(jiān)測臺風(fēng),但衛(wèi)星探測距離地表5000米以下的天氣系統(tǒng),會出現(xiàn)誤差。AlamSeri“陰差陽錯”,讓氣象界獲取了“吉塔”內(nèi)部豐富的氣象數(shù)據(jù)。

  這些直接觀測數(shù)據(jù)一方面能夠印證雷達、衛(wèi)星等觀測手段的準確性,幫助數(shù)值模式進行微尺度的天氣模擬,另一方面能夠在應(yīng)用層面發(fā)揮更大價值,提高工程防災(zāi)減災(zāi)標準,在工程風(fēng)險評估時給出更合理的建議。

  傷亡慘重的極端天氣事件大多會成立調(diào)查組,而那些沒有造成人員傷亡,卻被儀器直接記錄下的極端天氣,同樣應(yīng)該被調(diào)查還原。不放過每一次極端天氣研究,不是因為聳人聽聞和吸引眼球,而是為了幫助人們避免類似災(zāi)害。

  》》》鏈接

  瞬時大風(fēng)的世界紀錄保持者是1996年4月4日在澳大利亞巴羅島測得的113.2米/秒。世界氣象組織經(jīng)過嚴密的審核,于2010年確認了該風(fēng)速取代1934年美國華盛頓山103.3米/秒的原紀錄。氣象專家認為,這股極端陣風(fēng)的背后驅(qū)動力應(yīng)該是“奧利維亞”熱帶氣旋。