■ 本刊編輯部

佛山市龍卷風(fēng)研究中心在龍卷等中小尺度災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警及災(zāi)情調(diào)查方面開展了專門的研究探索工作。例如，與北京大學(xué)合作，初步建立了面向全國的龍卷及相關(guān)災(zāi)害調(diào)查的制度并完成了多次災(zāi)情調(diào)查。

龍卷是最猛烈的大氣對流現(xiàn)象之一，其瞬間極大風(fēng)速可超過140 m/s，能夠帶來巨大風(fēng)災(zāi)。為了更好地編輯龍卷主題專輯，本刊編輯部于2018年5月訪問了我國截至目前唯一的龍卷研究專門機(jī)構(gòu)——佛山市龍卷風(fēng)研究中心（以下簡稱龍卷中心），較為全面地了解到龍卷在中國所造成的災(zāi)害，并從龍卷中心研究人員的專業(yè)角度審視龍卷災(zāi)害，體會到龍卷中心研究人員為最終解決這一世界性預(yù)報難題所表現(xiàn)出堅定的信念和積極的作為。

龍卷中心由佛山市政府于2013年8月成立，目前有近10名科研、業(yè)務(wù)人員，從事龍卷等極端強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測儀器裝備建設(shè)和維護(hù)、監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析、數(shù)值預(yù)報模式的模擬，以及災(zāi)害調(diào)查等研究和業(yè)務(wù)工作，龍卷中心走過第一個5年，其立足廣東、面向全國、關(guān)注全球業(yè)務(wù)和研究的格局已經(jīng)初見端倪。

1 立足廣東

據(jù)佛山市氣象臺統(tǒng)計，2006—2017年該市共出現(xiàn)20次龍卷，年均約2次；龍卷等強(qiáng)對流引發(fā)的風(fēng)災(zāi)共造成45人死亡，446人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

由于龍卷屬于小尺度天氣系統(tǒng)，其時間、空間隨機(jī)性較強(qiáng)，目前絕大多數(shù)的氣象探測設(shè)備和探測系統(tǒng)都無法有效監(jiān)測、追蹤龍卷的發(fā)生發(fā)展。龍卷中心在常規(guī)觀測資料的基礎(chǔ)上，初步建立起三個層面的龍卷監(jiān)測業(yè)務(wù)體系。

1.1 X波段雙極化雷達(dá)監(jiān)測網(wǎng)

2016年底，完成了4部X波段雷達(dá)的布設(shè)（圖1）；2017年5月實現(xiàn)雷達(dá)組網(wǎng)觀測，雷達(dá)采用快速掃描模式，包含2層低仰角，提供組合反射率拼圖及風(fēng)場產(chǎn)品，實現(xiàn)雷達(dá)產(chǎn)品1分鐘傳到預(yù)報員桌面。

1.2 建設(shè)加密自動氣象觀測站

截至2017年底已建成219個自動氣象觀測站，并有91個六要素站，監(jiān)測要素包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度、降水和濕度六要素，密度為4.3 km×4.3 km（圖2）。

圖1 佛山X波段組網(wǎng)雷達(dá)的位置分布

圖2 佛山市自動氣象觀測站的分布

1.3 特種監(jiān)測裝備建設(shè)

建成了由53個能見度儀組成的能見度監(jiān)測網(wǎng)，以及激光雷達(dá)、實景監(jiān)控、大氣電場儀、藍(lán)天觀測儀等一批專業(yè)監(jiān)測設(shè)備。在龍卷歷史頻發(fā)地區(qū)，布設(shè)15個四向天氣實景視頻監(jiān)控點，每個視頻監(jiān)控點安裝4臺網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，對監(jiān)控點的周圍360°進(jìn)行實時監(jiān)控。增加了風(fēng)廓線雷達(dá)、微波輻射計等特種觀測儀器。2016年4月依托中國科學(xué)院大氣物理研究所與佛山市氣象局聯(lián)合組建的強(qiáng)風(fēng)暴與龍卷風(fēng)聯(lián)合實驗室，在三水區(qū)國家氣象觀測站安裝了國內(nèi)第一臺微壓監(jiān)測儀，監(jiān)測強(qiáng)對流天氣過程時重力波的演變。

龍卷中心完成龍卷及雷雨大風(fēng)等災(zāi)害預(yù)警信息靶向發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合了精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報、氣象致災(zāi)影響模型產(chǎn)品（大風(fēng)、強(qiáng)降水）、地理信息數(shù)據(jù)和部門數(shù)據(jù)，并與廣東省突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)、惡劣天氣外呼系統(tǒng)和本地發(fā)布渠道（網(wǎng)站、微信、微博、氣象電視門戶、大喇叭、12121等）對接實現(xiàn)預(yù)警信息一鍵式靶向發(fā)布，預(yù)警信息直達(dá)災(zāi)害影響區(qū)域的村居和防災(zāi)責(zé)任人。

展望未來，龍卷中心還計劃在“十三五”期間布設(shè)由54臺微壓計組成的探測網(wǎng)，通過測量微小壓力、負(fù)壓或差壓來監(jiān)測大氣壓的微弱變化，通過分析不同波長及波幅的變化，識別出強(qiáng)風(fēng)暴天氣來臨前的氣壓信號，從而為潛在強(qiáng)風(fēng)暴及龍卷的落區(qū)提供技術(shù)支持，為龍卷等強(qiáng)對流天氣預(yù)警預(yù)報贏得更多時間（圖3）。

圖3 佛山市微壓計監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)圖（紅點為佛山近年來龍卷發(fā)生地點，藍(lán)點為布設(shè)微壓計的站點，黑點為已有站點）

2 面向全國

龍卷因其發(fā)生時間較短、生成和發(fā)展具有很大的隨機(jī)性，因此龍卷監(jiān)測是世界性的難題。對疑似龍卷的事件及時進(jìn)行災(zāi)情調(diào)查，有助于第一時間確定災(zāi)害類型和程度，區(qū)分龍卷和雷雨大風(fēng)等過程引起的風(fēng)災(zāi)，確定龍卷的強(qiáng)度級別；盡可能完整地收集龍卷的個例信息（見本期封面圖），有助于完善龍卷資料庫，為后續(xù)科研工作提供寶貴資料。佛山市龍卷風(fēng)研究中心在這方面開展了專門的研究探索工作。例如，與北京大學(xué)合作，初步建立了面向全國的龍卷及相關(guān)災(zāi)害調(diào)查的制度與流程（圖4），完成了多次災(zāi)情調(diào)查。

在科研合作方面，龍卷中心聯(lián)合中國氣象科學(xué)研究院劉黎平研究員的科研團(tuán)隊和南京大學(xué)趙坤教授的科研團(tuán)隊在佛山開展夏季觀測試驗，分別利用國內(nèi)先進(jìn)的X波段相控陣?yán)走_(dá)及車載C波段雙偏振雷達(dá)聯(lián)合觀測強(qiáng)對流天氣過程，實現(xiàn)同平臺使用，觀測數(shù)據(jù)共享，發(fā)揮強(qiáng)對流天氣的綜合監(jiān)測效益。

圖4 災(zāi)情調(diào)查流程

3 關(guān)注全球

龍卷中心成立后，為了提高中心技術(shù)人員科研業(yè)務(wù)水平，力爭與國際先進(jìn)水平接軌，中心先后與美國俄克拉荷馬大學(xué)、美國國家強(qiáng)風(fēng)暴實驗室等開展學(xué)術(shù)交流，并多次邀請薛明教授、張大林教授、Robert Toomey等海外專家學(xué)者進(jìn)行交流（圖5）。研究中心還計劃與中國氣象局圖書館合作，共同建立“全球龍卷研究文獻(xiàn)庫”，捕捉和報道全球最新龍卷研究進(jìn)展，面向更多研究者提供服務(wù)。

圖5 龍卷中心邀請美國俄克拉荷馬大學(xué)薛明（a）和馬里蘭大學(xué)張大林（b）做學(xué)術(shù)報告