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下击暴流 从何而来?

来源:科技日报 作者:科技日报 人气: 发布时间:2016-03-12

  近日,美国西南部遭遇罕见下击暴流,瞬间“特效”如炸弹坠落。到底什么是下击暴流?它到底又有多大危害呢?请关注——

  近日,美国西南部遭遇罕见下击暴流,瞬间“特效”如炸弹坠落。而不久前,长江沉船事故调查报告公布,经国务院调查组调查认定,“东方之星”号客轮翻沉事件是一起由突发罕见的强对流天气,即飑线伴有下击暴流,带来的强风暴雨袭击导致的特别重大灾难性事件。

  作为一种出现在大众面前的新科学名词,下击暴流从何而来?它与飑线、直线型大风、龙卷之间有无关联?

  下击暴流危害与陆龙卷相似

  根据网友拍摄的美国西南部下击暴流视频显示,这种现象发生时极像在地上投射炸弹。

  事实上,下击暴流是一种灾害性风,其危害与陆龙卷相似,当一股较冷的气流以飞快的速度穿过雷雨中心云层的时候,就会像一个炸弹一样,下落到地表,然后水平辐散。

  北京大学物理学院教授陶祖钰介绍,下击暴流是一股强大的下沉气流,是日裔美籍气象学家Fujita(藤田)在上世纪70年代调查飞机失事事件时首次提出来的。它的英文原名是down brust,之所以称其为brust,是因为它的发生是爆发式的,非常突然而且短暂。飞机在起飞或着陆的过程中如遇到这股强大的下沉气流,会意外着地而导致机毁人亡。由于它的水平尺度很小,只有数百米至数公里,故也常称为“微下击暴流”。

  陶祖钰说,下击暴流是由对流云中大量降水粒子快速下降形成的拖曳气流,雨滴和冰粒的蒸发和融化使拖曳气流变得很冷而加速下沉,成为冲击地面的暴流,对流云中的降水是产生下击暴流的根本原因,但如果雨滴在降落到地面前已全部蒸发掉,地面上就可能观测不到降水,成为所谓“干下击暴流”。

  “东方之星”调查报告中指出,下击暴流,是指一种雷暴云中局部性的强下沉气流,到达地面后会产生一股直线型大风,越接近地面风速会越大,最大地面风力可达十五级。概括地说,下击暴流就是强下沉气流,触地后会产生直线型大风,属于突发性、局地性、小概率的强对流天气。这就是调查组中国工程院院士徐祥德所说的:在飑线下伴随的下击暴流。

  飑线曾被称为直线风

  那么,“东方之星”调查报告中所提及的飑线又是从何而来?飑线和直线风有何区别?

  历史上,飑线在100多年前也被称为直线风。

  美国维基网报道,2012年6月29日,美国发生了一次德雷科天气事件,造成东北部200万居民停电。按照维基百科的解释,德雷科是西班牙语“笔直”的意思。它是1888年古斯塔夫·台特·亨里奇在美国气象学会会刊的文章中首次使用这个名词,用来描述1877年7月31日横扫爱荷华州的一次强对流引起的范围广、持续时间长的直线状风暴的灾害性天气事件。它是快速移动的强雷暴带为特征的飑线所伴随的阵风锋后的大风。由于雷暴高压气压梯度力的作用,飑线大风的风速在阵风锋后急剧增大。

  “从维基百科给出的概念模型看,与飑线相关联的直线状大风也是明显的辐散风场。其发生的机理也与强降水紧密相连。但是,飑线与下击暴流的尺度有很大不同,飑线的尺度达百公里以上,远大于只有数公里的下击暴流。” 陶祖钰说。

  陶祖钰解释,下击暴流在地面附近转变为水平方向从中心向外辐散的大风,之所以把这样的大风称为“直线风”,是因为在大风所经之处的风向不像气旋、台风、龙卷那样是变化的,如开始时南风,后来变为北风,为了和旋转风相区别故称为直线风。

  龙卷风的发生机理与下击暴流相反

  历史上,下击暴流触地后的环状涡旋将导致翻船,1984年7月7日在田纳西河一艘轮船的失事就是因为于此; 1993年5月5日下午15时30分,甘肃省金昌市发生了历史上罕见的特大沙尘暴,沙尘暴和下击暴流给人民生命和财产造成了巨大的损失;2011年5月9日,11级大风突袭新都泰兴镇、木兰镇,上万户村民的房屋一夜之间屋顶被刮飞,其大风由下击暴流引起;2012年5月6日,日本东部地区突遭龙卷风袭击,造成2人死亡,近50人受伤,日本地方气象台分析,灾害为龙卷风或积雨云生成暴风所引起的下击暴流所致。

  那么,通常说的龙卷风和下击暴流又有何区别?

  陶祖钰说,龙卷风和下击暴流都是强对流伴随强烈天气,但龙卷风是旋转性的强风,与下击暴流直线性的大风不同,龙卷风的发生机理也与下击暴流相反,龙卷风由强大的垂直向上抽吸形成,龙卷风内的气压比龙卷风外低很多,是一个比台风还要强的低气压,而下击暴流在地面上是一个雷暴高压。

  “在尺度上,龙卷风与下击暴流也不相同,龙卷风的尺度要小得多,只有数十米到百米,持续时间只有数分钟。由于龙卷风太小了,气象卫星和雷达的分辨率都只能达到千米或百米,故都不能把它识别出来。”陶祖钰说。

(责任编辑:王蔚)

责任编辑:科技日报
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