“东方之星”游轮倾覆之后,罪魁祸首被指为龙卷风。有人认为,龙卷风属最极端的不可抗力,若有龙卷风发生,各方面的责任都可少一些,乍看下来确有道理。根据媒体报道,该客轮抗风8-10级,而即使是最弱的龙卷风,风力也超过此标准。如此看来,是不是龙卷很重要。
其实不然。首先,船体未打捞完毕,调查尚未完结,中国气象局只是“初步确认”龙卷,事故是否由龙卷引发,仍不能完全肯定;其次,东方之星也属不小的游轮,自重2000吨,龙卷未必能翻船;但如果有人为因素,如船舶性能不佳、船员操作不当等,没有龙卷,单纯的雷雨大风也可以翻船,船舶性能是否符合标准,船员操作是否规范,非常重要。无论游轮是否遇到龙卷,都不影响对人的因素的调查追究。
从爱好者角度,再对事件相关的气象常识,特别是龙卷风常识作一些说明:
一、如何判断是否发生龙卷风,翻船是龙卷风导致的吗?
龙卷风尺度非常小,结构复杂,直径从几米到1000米都有,极少超过1000米;生命史非常短,基本上是十几分钟到数小时。这样小而短寿的天气系统在卫星云图上根本无法识别,在天气雷达上也往往观测不到。就连龙卷风灾害最严重的美国,气象部门也往往在收到龙卷风影像时才后知后觉,他们对龙卷风的判定也很依赖事后的证据。这些证据包括:
1、龙卷风影像资料。即有人拍下龙卷漏斗云的照片或视频,这是最有效力的证据。
2014年6月17日美国内布拉斯加州双龙卷
2015年5月以来中国留下影像记录的龙卷
5月31日吉林通榆龙卷;5月16日广东台山水龙卷;5月11日深圳宝安机场附近水龙卷
2、地面气象观测资料。①阵风场出现细小但清晰的气旋式环流,②如果有气象站被龙卷击中,或追风人进入龙卷,录得异常大风(往往12级以上),V型气压曲线和很低的最低气压,旋转风等等, 这也是龙卷发生较为可靠的证据。
2003年6月24日,美国追风人Tim Samaras在南达科他州的曼彻斯特附近驾车钻入一个强龙卷,测得1分钟100百帕的气压下降。
3、多普勒雷达观测资料。①雷达速度图上出现明显的龙卷涡旋特征(TVS),或者出现很强的中气旋特征,②雷达反射率图(就是我们平时看到的雷达回波图)上出现明显钩状回波。这是龙卷发生可参考的证据,但对应关系不是太保险:一方面,出现TVS、钩状回波,龙卷不一定发生;另一方面,有时龙卷发生时雷达图上并无上述反应,所以雷达观测资料只能做参考。
典型的钩状回波,2015年5月16日美国俄克拉荷马州Elmer龙卷
4、现场破坏情况。①一条很窄的带状区域内树木建筑被破坏,周边相安无事,②笨重物品被抛上较高地点或出现明显位移,③受影响的树木庄稼倒伏方向不一致,等等,都是龙卷风发生可参考的证据。但较弱的龙卷上述特点体现不明显,较强的雷暴大风也可以将笨重物品移动很远,也可以让庄稼树木倒伏方向不一致,所以现场破坏情况也只能做参考。
2011年5月22日美国乔普林龙卷风过后的航拍。龙卷风路径上树木皆倒伏死亡,呈现灰黄色,与周边的绿色形成鲜明对比。
5、目击者、亲历者证言证词。这是较弱的证据,且需要多方面交叉验证才可采信。
目前看来,1、2、3都缺乏或不足,发生龙卷风的有力证据不多。事故发生在晚上,暴雨倾盆,龙卷影像资料自然无从谈起;当地气象观测站密度稀疏,离之最近的两个站(监利,尺八)仅仅录得极大5级风(9.2米/秒)和极大7级风(16.4米/秒),事故发生地的地面观测资料付之阙如;雷达资料上仅有中气旋特征,无TVS和钩状回波。
不过,现场破坏情况方面,百度监利吧网友上传的照片显示,事发江段附近村庄(新洲、尺八等)出现个别电线杆、大树被吹倒的情况,局部风力可能达到或超过10级;据财新网报道,“在事故发生江段的北岸十几米,发现有两棵树呈互相垂直方向倒下,而这种倒伏被认为可能是龙卷风的痕迹”。但仅仅两棵树倒伏方向不一致,也不能判定龙卷发生。
百度监利吧网友上传的新洲受大风影响倒伏的树木、电线杆图片
倘若游轮被龙卷击中,正面遭遇12级以上大风袭击,最脆弱的窗户很可能首先经受不住强风瞬间玻璃碎裂或直接吹脱。2014年海南遭遇威马逊袭击时,海口阵风超过12级,很多房屋的门窗玻璃即碎裂甚至吹走。待游轮打捞上来后,可观察游轮的破坏特点,结合船舶记录数据,再作进一步判断。
因此,游轮有可能遇到龙卷,但仍然不是100%确定;遇到雷雨大风,则毫无疑问。但翻船原因是不是100%归因于天气,仍有待进一步调查。
二、单纯的雷雨大风会刮翻游轮吗?
千万不要低估雷雨大风。天气预报常说,“雷雨时短时阵风8-9级”,这是一般的雷雨大风;强烈的雷雨大风可达10-11级,甚至12级及以上,且由于突然发生,令人猝不及防,往往造成很大损失。
譬如,2015年4月4日,四川广安武胜部分乡镇遭雷雨大风袭击,最大风力13级,有树林被“斩首”,村民屋顶被掀。
由强对流天气造成的翻船事故也时有发生。如2013年4月20日上午,福建省南平市延平区境内的闽南平渡4195号在闽江江面上遇雷雨大风翻沉,当时风力估计有10级,至少3人死亡。
1980年2月27日,曙光401客船在开平潭江于2分钟之内倾覆沉没,300多人不幸罹难,事故原因为“石湖风”,即强对流大风,部分媒体称“石湖风”为龙卷风,没有依据。
当然,东方之星游轮的抗风能力,定当远远超过闽南平渡4195号渡船,以及80年代初的曙光401客船。根据财新网报道,东方之星号游轮设计抗风能力8-10级,后期经过多次改装。不知道改装后的东方之星号抗风能力是否有下降,但其重心高、侧面受风面积大为不争事实。即使抗风能力一点不下降,若有强阵风从游轮侧面吹来,船员再操作不当,游轮被雷雨大风掀翻完全有可能。
那么,船员有操作不当吗?东方之星号在21:19分开始在新洲附近江面逆时针打转转向,究竟是船员操作不当,还是狂风吹袭的结果?这有待进一步调查。不过,倘若失事时间确定(新华网报道为21:28分),那21:19开始的转向就不可能为狂风吹袭导致;倘若船长记忆有误,21:19分即遭狂风吹袭逆时针转圈,则沉船时间就不是2分钟之内,因游轮继续向东南方向行驶了至少8分钟,到21:27分。总之,船长或有操作问题,或回忆与游轮行驶记录有矛盾之处。
三、怎么预防龙卷风?
1、首先需要明确,目前龙卷风无法预报。在第二部分我们提到,最大的龙卷也就1公里左右直径,而最先进的气象卫星的分辨率也就1公里左右,现在连观测都不能观测全,更别提预报,原因就是它太小了,超出科技能力之外。就连龙卷风超级大国—美国也不能预报。
那媒体常提到的美国预报龙卷风是怎么回事呢?首先,美国的预报是判断龙卷风可能发生的区域,这个区域非常大,常常是对一两个州发出预报,但实际上只有一两个县发生了龙卷,甚至不发生。其次,在龙卷风形成之后,美国气象部门会对龙卷风下游的城镇发出预警,其实这不是预报,是龙卷风到来之前的提醒。另外,美国有数量相当庞大的龙卷风爱好者,他们在气象部门支持下观测、追风,等于是对龙卷风发动了人民战争,监测体系非常完善,绝大多数龙卷都不会漏掉。
我国虽然也是龙卷风大国,但龙卷的数量、强度、灾害比美国还是要少得多,监测体系几乎是空白,追风人更是几乎没有,很多龙卷都被漏掉,也有很多龙卷无法确认。所以这次事故后,龙卷的认定颇费周折,直到现在也无法肯定。
2、记住一句话:强雷雨不一定携带龙卷,但龙卷一定乘着强雷雨而来。而强雷雨的预报,目前是可以做到的。尤其是在空旷的海边、江河湖面,强雷雨发生时,一定要警惕龙卷风发生的风险,提早做好准备,防范于未然。
怎么准备?我国多山,城市化提升后建筑密度也大大增加,地面很粗糙,没有美国中部大平原产生强龙卷的条件。因此,我国的龙卷一般都是弱龙卷,几乎都是最低的EF-0级,EF-1级都很少见。对于这类龙卷,按照防范12级大风的要求做好准备,船舶靠岸,人躲在坚固建筑物内,就不会有问题,无须像美国那样钻进地下室。
四、龙卷风和台风是不是很相似?它们有什么区别?
龙卷风和台风都是风暴,都能制造狂风,但除此之外它们几乎没有共同点,主要区别为:
区别1:长的不一样。卫星云图上,成熟台风是大圆盘,很强的台风有漂亮的风眼,龙卷风藏在小块强对流云下面,在云图上根本看不出来。
左:2015年5月10日的台风红霞;右:2013年6月1日的美国俄克拉荷马州,龙卷藏在最强的对流云团下面
在雷达回波图上,成熟台风有眼墙、螺旋雨带的结构,龙卷风一般表现为钩状回波(需要极高分辨率的雷达,放大看)。
左:2014年7月18日的台风威马逊;右:2013年5月20日的美国俄克拉荷马州Moore镇附近,强大的龙卷在钩状回波最顶端的碎屑球里(图中红色倒三角处)
区别2:尺寸不一样。台风的直径可达几百到上千公里,最大的台风直径可达2000公里,而龙卷风直径一般几米到1公里,超过1公里的龙卷已属少见。换句话说,台风是龙卷风的几百倍、几千倍甚至上万倍大。
区别3:能量集中程度不一样。台风也是能量集中的猛烈涡旋,但龙卷的能量集中程度远远超过台风。因此龙卷风的风力一般要比台风大的多,最强的超强台风(2013年海燕)的风力只相当于中等强度的龙卷风。
区别4:发生地域不一样。台风多发于热带海洋,龙卷在水、陆,寒带、温带、热带都能生成,但以温带最多。
区别5:发生机制不一样。台风全是暖空气,能量供给为海洋热量和水汽凝结潜热,龙卷则是冷暖空气强烈交锋的产物。台风产生的环境是相对正压环境,龙卷是强斜压环境。
区别6:灾害方式不一样。台风灾害主要表现为狂风、暴雨、风暴潮,其中风暴潮威胁最大,而龙卷灾害主要为风灾。
就风灾而言,台风和龙卷也不太一样,台风的风力持久,风向相对稳定;龙卷的狂风短而急骤,风向急剧变化,龙卷到来时气压急剧下降,强龙卷可让密封建筑像高压锅爆炸一样爆开。
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