龙卷风袭击后肯塔基州梅菲尔德市的鸟瞰图。图/EPA
■本文专家：中央气象台首席预报员张涛
广东省佛山市龙卷风研究中心主任炎利军
北京大学大气与海洋科学系教授孟智勇
中国气象局遥感应用服务中心副主任咸迪、高级工程师蒋建莹
当地时间12月10日晚至11日凌晨，一场致命的风暴在黑夜的掩护下爆发，席卷美国中东部数州，并带来了破坏性的龙卷风，包括阿肯色州、伊利诺伊州、肯塔基州、密苏里州和田纳西州等在内，共报告超过50场龙卷风。截至目前，造成至少百人死亡。美国总统拜登表示，这可能是美国历史上最大的龙卷风灾难之一。
通常来说，美国龙卷风多发生在春季，是什么原因导致今冬发生如此强悍的龙卷风？这与12月10日当天，风暴爆发地区发生的破纪录高温，乃至当下的全球变暖背景是否存在联系？
复盘
“龙卷风之国”
一次极端罕见强对流大灾
“此次龙卷风是一次大范围的强对流天气过程，其中包括了龙卷风的爆发（多个龙卷风集中发生），堪称一支龙卷‘大军’。”张涛分析。从美国国家气象局（NWS）针对12月10日至12月11日强对流事件最新报告数据，共有52个龙卷事件、270个大风事件和20个冰雹事件，覆盖了十多个州，其中报告了龙卷的州有6个。
强度强
根据初步估计，有龙卷风达到顶格强度
此次事件中龙卷风的强度，需要经过灾情调查才能最终判断。但根据初步估计，其中有达到EF5的龙卷风，这是美国龙卷风强度等级（0—5）的顶格强度，其最强风力已远超最强的台风，时速达到300公里以上。根据NWS的信息，此次龙卷风的巅峰强度出现在Bremen小镇附近。根据当地影像信息，龙卷风途经的地方，很多房屋完全坍塌，部分房屋仅剩地基。
影响范围大、持续时间长
龙卷风跨越美国6个州，持续4个多小时，部分龙卷风影响路径达375公里以上
这次龙卷风过程跨越美国6个州，实属罕见。此外，龙卷风持续了4个多小时，部分龙卷风影响路径达375公里以上。炎利军认为，这个路径到底是单一龙卷风还是多个龙卷共同创下的，需要后续综合灾情调查与雷达观测信息等最终确认。假如这是单一龙卷风造成的灾害路径，那么它将是美国历史上最长的龙卷风灾害路径。现有的路径最长纪录是1925年3月18日密苏里-伊利诺伊-印第安纳3州EF5级龙卷，路径跨度为352公里。
另外，此次龙卷风母体风暴的移动速度很快，达96公里/小时。
发生在冬季
冬季属于龙卷淡季，上一次12月发生EF5级龙卷风是1957年
通常来说，美国龙卷风多发于春季，且以5月份最多。冬季的气象条件总体不太利于强对流活动，因此冬季属于龙卷淡季，特别是12月发生龙卷风、强龙卷风的几率总体较小。但是历史上（1950年以来）12月发生龙卷风爆发事件大概有20余次，并且单次产生龙卷风超过30个的事件有10次左右。
值得注意的是，此次龙卷风强度最强达到EF5级，在12月是很罕见的（上一次12月发生EF4级龙卷风是2015年，发生EF5级龙卷风是1957年）。“从静止气象卫星全球拼接动态图可以看出，锋面上分布着多个亮温不同的中尺度对流云团，其最低亮温低于-70℃，这在冬季比较罕见。”蒋建莹表示。
深度
龙卷风是强对流天气的一种，充足的水汽和不稳定能量是强对流发生的必要条件；此外，龙卷风的发生还需要较强的低空垂直风切变。
孟智勇表示，12月10日，美国中南部地区有强冷锋过境，冷锋前近地面气温较高，积聚了大量的不稳定能量，外加有利的水汽输送和低层风垂直切变，形成了有利于大范围强对流天气的物理条件，最终在温带气旋的冷锋前沿激发出大量强对流系统，造成美国中东部大范围的龙卷和大风冰雹等强对流天气。
从雷达产品也可以看出，龙卷风主要是在锋面前侧（暖侧）的超级单体风暴中生成。炎利军说，“这种配置都对应着很强的对流不稳定和很强的垂直风切变，极其有利于龙卷风活动。”
此外，我国风云气象卫星也监测到了这次过程。风云三号D星的监测图像显示，此次过程的主要影响天气系统为锋面气旋云系，其头部位于加拿大东南部，锋面主要影响美国中东部地区。咸迪表示，在锋面右侧出现明显向外流出的卷云羽，说明对流层高层的辐散较强，有利于强对流天气的发生。
如此罕见的强对流灾害，是不是全球变暖导致的呢？炎利军解释，虽然此次龙卷风爆发事件是一次极端天气事件，但是仅针对一次事件还不能得到全球变暖归因的结论。是否与全球变暖有关，需要大量样本来计算两者的相关性。
虽然气候变化和龙卷风事件之间的确切联系尚不明了，但全球升温确实正在让极端天气气候事件发生的频率增加。对于美国，气温升高可能会加剧未来冷季雷暴和龙卷风发生的概率。尽管还需要一段时间才能明确气候变化扮演着什么样的角色，但就今年12月来说，正在维持中的拉尼娜现象和美国大部分地区的温暖气团，为强对流发生“创造了理想的条件”。当靠近地面温暖、潮湿的空气，及上方冷而干燥的空气为水汽抬升创造了条件时，引发龙卷风出现的雷暴就会发生。
在强对流天气监测预报的综合能力上，美国在全球的水平可谓首屈一指。但有专家认为，其此次预报预警略显保守。此外，由于这次龙卷风发生在夜间，也加大了防范和避险的难度。(来源：中国气象报20210-12-14三版 作者：李慧)
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