龙卷风难以精准预报的原因
2024-06-08 虎思国学网 阅读 995
龙卷的生命期非常短，空间尺度很小，这意味着在做常规预报的时候不可能做出龙卷预报，同时如果周围没有气象观测站和天气雷达的话，不在现场连观测龙卷的存在都不太现实，雷达的探测范围一般能有三百公里，除非很近，否则龙卷在雷达回波上都很难辨识，卫星云图更不可能看到了，所以预警难度很大。
龙卷风的检测和预报存在3类难点
一、直径小：龙卷风的直径一般在100米以下，强龙卷可达几百米到1千米左右。相比于台风、副高这些天气系统中的“大块头”，龙卷风绝对属于“小个子”。而当前我们的气象台站不够密集，以至于龙卷风经常躲过气象监测的“法眼”。
二、持续时间短：龙卷风强对流天气往往生成很突然，对某一地区的影响时间也相对较短，“生命史”只有十几分钟到个把小时。因此，要提前24小时或是48小时预报局部地区的强对流天气也就非常困难了。
三、形成环境复杂：龙卷风等强对流天气的生成和发展需要衡量综合大气条件，而这些条件往往是难以预料、不确切的，再加上不同地区之间各不相同的地形因素，也进一步增加了准确监测、预报的难度。
观测仪器
多普勒天气雷达探测
龙卷风发生至消散的时间短，作用面积很小，以至于现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对龙卷风进行准确的观测。
相对来说，多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。多普勒雷达对准龙卷风发出的微波束，微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后重被雷达接收。
如果龙卷风远离雷达而去，反射回的微波信号频率将向低频方向移动；反之，如果龙卷风越来越接近雷达，则反射回的信号将向高频方向移动。这种现象被称为多普勒频移。接收到信号后，雷达操作人员就可以通过分析频移数据，计算出龙卷风的速度和移动方向。
双极化天气雷达探测
双极化技术的出现对多普勒天气雷达探测中气旋和龙卷进行了有力的补充，全面提升了对龙卷微物理特征分析与预警预报水平。
一、由于多普勒天气雷达对较小尺度的龙卷涡旋探测需要具有良好的空间分辨率，然而对双极化探测而言并不需要太高的精度。
二、双极化特征信号不同于多普勒特征信号，由于其是“各向同性”的，所以并不依赖于观测角度的变化。
三、当龙卷在夜间发生或被大量降水包裹着难以通过多普勒雷达观测发现时，双极化信息更能有效地将其识别。
快速扫描雷达探测
Wurman 设计开发了第一部 X 波段移动式快速扫描雷达 Rapid DOW，该雷达每7秒可以完成一次 360°的体扫，在14秒的时间里可以探测到 12个波束范围的数据，并且其距离分辨率达到11米，更易于对龙卷三维结构进行研究。
从当前对龙卷的探测技术来看，快速扫描雷达在时空尺度上对龙卷观测独特优势。而美国计划的下一代天气雷达网络也定位为多功能相控阵雷达。所以可见该技术未来必将成为研究该类天气的主要手段。