在龙卷风之乡的美国 怎样提前预警龙卷风到来？

2011年4月，美国阿拉巴马州遭遇80年来罕见龙卷风袭击

　　文｜张梦圆

　　世界上遭受龙卷风侵袭最多的国家是美国，由于落基山脉东部广阔平坦的平原条件，导致美国每年都会受到超过1200多次龙卷风的袭击，平均每天发生5个龙卷风，堪称“龙卷风之乡”。

　　2011年4月27日至29日，美国南部7个州遭遇史上伤亡最惨重的龙卷风灾，在短短三天时间内共发生大大小小362起龙卷风，造成348人死亡（其中324人死因与龙卷风有关），2200多人受伤，约110亿美元损失。汽车被卷起摔得面目全非无法辨认，一些公路上的沥青都被撕开，多户屋顶被整个掀起。

2011年4月龙卷风灾过后，一辆汽车上写着“没能撑过2011龙卷风”

　　【美国天气预报一度禁止提起龙卷风】

　　龙卷风长期以来在气象学上成因一直是个谜，它的出现和分散都十分突然，很难对其进行有效观测，现有的探测仪器也没有足够的灵敏度来进行准确预测。

　　在1950年之前，学界和大众对龙卷风一无所知，当时的美国气象局还一度禁止在天气预报中提到“龙卷风”这个词，担心引发社会恐慌。

　　虽然无从消除龙卷风的发生，但饱受困扰的美国并没有停止了解和防范这一自然灾害的步伐。

　　美国早在1953年就开始详细记载龙卷风现象，并且在1973年开始给龙卷风评级，还建立了世界上最健全有效的记载龙卷风的系统。

　　【现在美国可对龙卷风提前15分钟预警】

　　在美国，负责关注大气变化、提供对灾难天气预警的政府机构是“国家海洋和大气管理局”（NOAA），是一个隶属于美国商务部的科技部门。

　　NOAA下辖的“美国国家气象局”（NWS）是唯一可以在全国范围内发布龙卷风预警的机构。全世界只有为数不多的国家拥有明确的龙卷风监控和预警服务。

　　对龙卷风进行预警，并不是提前发现或判断龙卷风到来，而是根据雷达和卫星观测到的数据，在龙卷风形成之前，提前判断龙卷风的规模和它可能出现的区域，利用时间差（电波的传播速度远快于龙卷风的速度）进行预警。

　　美国的龙卷预警发布分两个层面：一是在国家级的预警中心，发布1至3天的趋势性预报。二是在美国各个地区的预报台。在美国，一般情况，龙卷风预警会提前15分钟发出；个别情况下可在一个小时内提前预警。

　　由于龙卷风是在极不稳定的天气下，由冷暖两股空气强烈相向对流运动，相互摩擦形成的空气漩涡，因此日常对极端天气的监控尤为重要。

　　气象局建立的“暴雨预测中心”（SPC）负责发布实时监控、通常极端天气预计、中尺度探讨（Mesoscale discussion，一种短期内技术性天气预报）。

美国国家气象局建立的“暴雨预测中心”页面，实时发布监控预警信息

　　【龙卷风预测最关键的是人】

　　那么“暴雨预测中心”又是用那些硬件和软件来预测龙卷风的呢？

　　让人意想不到的是，最重要的预报硬件是人的手，而软件则是人的大脑！

　　每天预测中心都会手绘大量表层和高空数据分析图示，而预报员们也能更深刻地了解天气情况。尽管他们也使用高性能电脑工作站，通过观测巨量的软件提供的数据来进行预测，但所有信息必须在预报员的大脑中去粗取精、由表及里，并且要赶在时间截止前完成分析。

　　经过数十年的改进，“暴雨预测中心”的龙卷风预报能力得到极大提升。有多种方式可以评估该中心的预报表现，例如比照龙卷风监测报告和龙卷风实际发生的报告情况，结论是从1985年以后，中心发布的龙卷风监测中实际发生的龙卷风数量越来越多，准确率渐渐提高。

美国国家海洋和大气管理局关于龙卷风的图片收藏，照片拍摄于1981年5月

　　【民间机构参与龙卷风预警】

　　除政府机构长久以来的改进之外，在美国还有许多大学和气象公司也在做龙卷风风险的预警，为客户提供商业服务。

　　例如最著名的是一家名为“地下气象员”的商业气象服务公司，最初是密歇根大学的师生建立的，在互联网上为付费用户提供实时气象信息。

“地下气象员”商业公司的龙卷风交互式地图页面，实时监测极端天气

　　而值得一提的是，这个公司的名字来源于上世纪70年代美国一个极左派组织，奉行革命共产主义，激烈地反对越战，甚至要求暴力推翻美国政府。这个组织的源头就在密歇根大学，社团里的学生们在鲍勃·迪伦的歌曲《地下思乡蓝调》里找到灵感：“我们不需要气象员就知道风向哪里吹。”

　　显然当时的学生们并不了解龙卷风的威力。

　　【追风者为预警提供最前沿图像】

　　另外，美国还有一批喜欢刺激和科研的“追风者”，对近距离驱车观察并拍摄风暴甚至是龙卷风有着狂热的兴趣，在视频直播时代更是成为一种风尚。追风者们组建小组，自发研究龙卷风的诞生、运行和消亡。

追风者拍摄的图片 来源：tempesttours.com

　　据《纽约时报》报道，有人将自己发明的探测器直接放到龙卷风的路径上，来测量暴风底部的风速和气压，而在那些位置往往最难获得相关数据。另外一个探测器上则装有摄像机，能够拍摄到龙卷风锥里面的细节图像。

　　近年来，追风者数目激增，甚至龙卷风刚刚卷起小漩涡，就有争先恐后的追风者赶到，造成附近地区交通拥堵。也有一些追风者在追逐的过程中遇难。但这些爱好者们想要“回答人们不可能回答的问题”，某种程度上恰恰促进了龙卷风预测研究领域的发展。