江苏阜宁EF4级龙卷的高分辨率数值模拟研究

利用美国Advanced Regional Prediction System(ARPS)模式,采用水平分辨率分别为9 km、1 km、250 m和75 m的四重单向嵌套网格,模拟了2016年6月23日发生在江苏阜宁的EF4级龙卷过程。结果表明:1 km、250 m和75 m网格都可以复制出龙卷风暴的一般特征,包括钩状回波和旋转上升运动等;250 m网格可以模拟出类龙卷涡旋(Tornado-like Vortex,TLV),75 m网格才可以解析出龙卷涡旋。TLV和龙卷涡旋的形成和增强是近地面上升运动增强导致的,随着模式分辨率的提高,模拟的近地面上升运动更强,模拟的TLV强度更强,持续时间更长。250 m和75 m网格模拟的龙卷的最强级别分别为EF2级和EF3级。龙卷涡旋最初是由若干个强度较强的小尺度涡旋合并形成的,次级出流阵风锋的辐合作用进一步增强了龙卷涡旋,从而发展至成熟阶段。成熟的龙卷涡旋呈现从单涡旋到双涡旋最后到多涡旋龙卷的演变。

2016-2020年中国龙卷过程和灾情特征

基于2016—2020年收集的龙卷个例及详细的龙卷灾情调查资料,根据“增强藤田级别”分类标准和中国龙卷强度等级行业标准,对中国龙卷过程和灾情特征进行了分析总结。(1)近5年共收集了我国178个龙卷个例,EF2级及以上的强龙卷漏记情况相对较少,比较接近实际发生的情况,EF1级及以下的弱龙卷因灾情小可能被忽略,因此龙卷统计总数量可能会被明显低估。龙卷主要发生在中国东部和部分中部地势平坦的地区,青藏高原、云南等地区也有弱龙卷发生,广东省、江苏省和安徽省是龙卷发生频次最多的三个省份。95%的龙卷发生在地面粗糙度长度为0.04~1.70m的地区,该粗糙度长度范围下垫面土地利用类型为低矮作物、农田、郊区、矮树丛及低矮建筑为主。96%的龙卷发生在4—9月,集中在白天10—20时。(2)基于39个有详细灾情调查的龙卷个例,共确认的EF2级(含)以上强龙卷22个,比1961—2010年每5年平均次数多5.5个,其中EF3级龙卷5个,EF4级龙卷3个,龙卷路径长度和宽度与龙卷强度呈正相关。(3)中国龙卷的地面灾情特征包括:狭长的路径和龙卷条迹、辐合状倒伏、扭曲状折断、强度等级非对称分布、抛射物明显等。(4)龙卷的实拍视频展示了龙卷发展不同阶段的形态特征,在国内第一次通过龙卷实拍视频和现场灾情特征确认了我国有多涡旋龙卷发生的事实,为龙卷的组织和演变研究提供了珍贵的数据。