鹽城市坐擁中國(guó)沿海市級(jí)地區(qū)中最長(zhǎng)的海岸線，夏季海陸間顯著的熱力差異，使其成為龍卷風(fēng)的高發(fā)區(qū)域。近十年來，兩場(chǎng)極具破壞力的龍卷風(fēng)先后打破了這里的平靜 ——2016 年 6 月 23 日，阜寧縣遭遇 EF4 級(jí)龍卷風(fēng)侵襲；2023 年 8 月 13 日下午，大豐區(qū)又迎來 EF2 級(jí)龍卷風(fēng)，且兩場(chǎng)災(zāi)害均伴隨冰雹與強(qiáng)降水。

盡管這兩場(chǎng)龍卷風(fēng)的影響范圍與持續(xù)時(shí)間差異明顯：前者水平直徑達(dá) 1.7 公里，持續(xù) 21 分鐘，破壞痕跡綿延數(shù)十公里；后者水平直徑不足 100 米，持續(xù)時(shí)間不到 7 分鐘，影響范圍僅幾公里，但它們背后卻隱藏著一套共同的、顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的氣象規(guī)律 ——“熱生風(fēng)，風(fēng)生雨”。這一規(guī)律不僅揭開了龍卷風(fēng)形成的神秘面紗，更為破解龍卷風(fēng)提前數(shù)小時(shí)定位預(yù)報(bào)的難題，提供了全新的研究方向與實(shí)踐思路。

一、龍卷風(fēng)的 “異常出身”：62℃與30℃溫差的熱力博弈

提及龍卷風(fēng)的形成，傳統(tǒng)氣象認(rèn)知往往將焦點(diǎn)集中在 “垂直風(fēng)切變”“中氣旋” 及大氣穩(wěn)定度等復(fù)雜概念上，卻忽視了驅(qū)動(dòng)這一切的 “初始動(dòng)力”—— 熱力差異。2023 年 8 月 13 日下午 4 時(shí)左右，鹽城大豐區(qū)龍卷風(fēng)發(fā)生前 3-4 小時(shí)（即中午 12 時(shí)甚至午前），地面已埋下 “不安分” 的種子：龍卷風(fēng)發(fā)生地西南 20 多公里的東臺(tái)，地面溫度飆升至 62℃；其北側(cè) 100 公里處，溫度低了 20℃；東側(cè) 40 多公里的黃海海面，溫度更是相差達(dá) 30℃。

早年間，預(yù)報(bào)員就發(fā)現(xiàn)一個(gè)關(guān)鍵現(xiàn)象：蘇北地區(qū)的冰雹既不發(fā)生在高溫中心，也不出現(xiàn)于低溫區(qū)，而是集中發(fā)生在高低溫梯度最大的區(qū)域 [1]。這一現(xiàn)象的背后，正是 “熱生風(fēng)” 原理在發(fā)揮作用。如此顯著的熱力差異，在中午便催生了一個(gè)地面風(fēng)輻合的中尺度低壓系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱中低壓或中氣旋）。從正午 12 時(shí)到午后 14 時(shí)，該中氣旋持續(xù)向東南方向移動(dòng)，其出現(xiàn)時(shí)間比龍卷風(fēng)（16 時(shí)）提前了 4 個(gè)小時(shí)，為后續(xù)極端天氣的發(fā)生埋下伏筆。

在中氣旋系統(tǒng)內(nèi)部，氣流運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出獨(dú)特的規(guī)律：中氣旋中心 C 的東側(cè) R 處，西南風(fēng)與東北風(fēng)形成迎面碰撞；而在中心 C 的西南側(cè) L 處，西北風(fēng)與西南風(fēng)則形成 90 度直角的正交碰撞（圖中紅色箭頭）。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時(shí)小時(shí)平均風(fēng)速達(dá)每秒 8 米，實(shí)際瞬時(shí)地面風(fēng)速有時(shí)甚至超過 10 米 / 秒。

兩股氣流的加速碰撞蘊(yùn)含著復(fù)雜的能量變化：如同兩個(gè)力（向心力）的正交碰撞，在數(shù)學(xué)上可視為矢量叉乘運(yùn)算，會(huì)產(chǎn)生垂直方向上的新矢量，即 “上拽力”。這種上拽力形成的新能量密度，等于兩股擾動(dòng)氣流中氣塊質(zhì)能的乘積 [2,3]，為后續(xù)強(qiáng)對(duì)流天氣的爆發(fā)積蓄了巨大能量。

從雷達(dá)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，黑底板上的彩色圖為鹽城雷達(dá)探測(cè)到的回波強(qiáng)度，其中 To 位置正是龍卷風(fēng)發(fā)生地。小圖 d 至 小圖g 分別對(duì)應(yīng) 15 時(shí) 49 分、16 時(shí) 01 分、16 時(shí) 12 分和 16 時(shí) 24 分的雷達(dá)回波。16 時(shí) 12 分，雷達(dá)回波強(qiáng)度達(dá)到峰值，超過 50 dBZ，且最為集中，這一時(shí)間與地面龍卷風(fēng)的發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)完全吻合。

雷達(dá)回波的強(qiáng)弱與大氣中降水粒子（雨、雪、冰雹等）對(duì)雷達(dá)發(fā)射電磁波的散射程度相關(guān)，回波越強(qiáng)（顏色越紅），意味著降水粒子越密集、能量越集中。對(duì)于更強(qiáng)的龍卷風(fēng)，雷達(dá)還能探測(cè)到鉤狀回波。

值得注意的是，此次龍卷風(fēng)和強(qiáng)回波僅出現(xiàn)在中氣旋中心西南側(cè)的風(fēng)向正交碰撞（或氣流正交輻合）區(qū)域，而在中氣旋中心東側(cè)的風(fēng)向迎面輻合線上，雷達(dá)未探測(cè)到任何回波信息。

氣象觀測(cè)進(jìn)一步揭示，此次龍卷風(fēng)的 “母體” 是一個(gè)尺度約 100 公里的 “中氣旋”—— 這是由地面水平溫差引發(fā)的特殊風(fēng)輻合系統(tǒng)。在中氣旋中心西南側(cè)，地面風(fēng)場(chǎng)的正交碰撞成為 “風(fēng)暴前奏”：西北風(fēng)與西南風(fēng)呈 90 度 “正交碰撞”，如同兩股力量直角撞擊，在碰撞點(diǎn)形成極小尺度的強(qiáng)氣流旋轉(zhuǎn) “胚胎”，為龍卷風(fēng)的形成奠定了基礎(chǔ)。

無(wú)獨(dú)有偶，2016 年 6 月 23 日下午 14-15 時(shí)，鹽城阜寧縣遭遇了歷史上危害最大的 EF4 級(jí)龍卷風(fēng) [4]。鹽城雷達(dá)站在 14 時(shí) 30 分前后探測(cè)到鉤狀回波向東移動(dòng)，40-50 dBZ 的回波頂高達(dá) 8-9 公里，底部距離地面 600-1000 米。14 時(shí) 20 分，漏斗狀渦旋接觸地面，正式形成龍卷風(fēng)，其主要危害集中在 14 時(shí) 19 分至 14 時(shí) 40 分的 21 分鐘內(nèi)。

與 2023 年大豐龍卷風(fēng)類似，此次災(zāi)害發(fā)生前，內(nèi)陸廢黃河故道與南側(cè)里下河水網(wǎng)區(qū)及東側(cè)黃海之間形成了較大的溫差。從 13 時(shí)至 14 時(shí)的地面自動(dòng)氣象站風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)可見，龍卷風(fēng)形成于地面大尺度風(fēng)場(chǎng)的輻合線上，并自西向東移動(dòng)，且輻合線上存在一個(gè)局地中氣旋 D。14 時(shí)的地面風(fēng)場(chǎng)上，中氣旋 D 東側(cè)的東風(fēng)與輻合線南北兩側(cè)的地面風(fēng)形成正交碰撞，龍卷風(fēng)恰好形成于碰撞點(diǎn)上。更具參考價(jià)值的是，歷史上 10 次造成蘇北重大傷亡的龍卷風(fēng)，均形成在類似的地面風(fēng)輻合線上，這一規(guī)律為龍卷風(fēng)的成因研究提供了重要依據(jù)。

二、“熱生風(fēng)，風(fēng)生雨”：龍卷風(fēng)形成的 “三段式密碼”

若將極端熱力差異視為龍卷風(fēng)形成的 “因”，那么 “風(fēng)” 便是連接 “熱” 與 結(jié)果——“雨（龍卷風(fēng)）” 的關(guān)鍵橋梁。鹽城地區(qū)多次龍卷風(fēng)的形成過程，完美印證了 “熱生風(fēng)，風(fēng)生雨” 的三段式邏輯，清晰展現(xiàn)了龍卷風(fēng)從能量積累到最終爆發(fā)的完整鏈條。

（一）第一階段：“熱生風(fēng)”—— 初始動(dòng)力的形成
陸地暖源62℃與海面冷源30℃之間，形成了極強(qiáng)的溫度梯度。這種顯著的熱力差異，驅(qū)動(dòng)空氣定向流動(dòng)，原本平穩(wěn)的地面風(fēng)場(chǎng)在地球自轉(zhuǎn)偏向力的作用下，逐漸產(chǎn)生氣旋式旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而形成中氣旋。

在中氣旋中心西南側(cè)的風(fēng)速、風(fēng)向輻合線兩側(cè)，兩股氣流發(fā)生 “正交碰撞”—— 這一過程如同兩輛高速行駛的汽車加速相撞，氣流突然加速碰撞瞬間產(chǎn)生劇烈的旋轉(zhuǎn)上升加速氣流（即正交碰撞形成的上拽力），而這股力量，正是龍卷風(fēng)的 “初始旋轉(zhuǎn)動(dòng)力”。

（二）第二階段：“風(fēng)聚能”—— 能量積累與信號(hào)顯現(xiàn)
中氣旋內(nèi)輻合線兩側(cè)氣流的持續(xù)正交碰撞，不斷為局地強(qiáng)擾動(dòng)系統(tǒng) “聚集能量”。近地面的暖濕氣流在碰撞作用下，被迫旋轉(zhuǎn)式加速抬升，實(shí)際上，這是正交碰撞形成的高能量密度以加速度形式向上噴發(fā)的過程，直接推動(dòng)雷暴云蓬勃向上發(fā)展。

隨著能量不斷積累，雷達(dá)回波上開始出現(xiàn)特殊信號(hào) —— 紅色集中的亮點(diǎn)或 “鉤狀回波”。這種類似鉤子的雷達(dá)信號(hào)，是氣流劇烈旋轉(zhuǎn)、能量高度集中的典型標(biāo)志，堪稱龍卷風(fēng)的 “專屬名片”，預(yù)示著極端天氣即將登場(chǎng)。

（三）第三階段：“風(fēng)生雨（龍卷風(fēng)）”—— 災(zāi)害的最終爆發(fā)

氣象觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，最大的水平異常濕氣流和風(fēng)向輻合并非出現(xiàn)在地面，而是位于積雨云底部，距離地面以上數(shù)百米高。在這一高度上，兩股潮濕的異常低空氣流正交碰撞形成的能量密度最大，使得云體下部呈現(xiàn)出異常明亮的特征。

隨著系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)雷達(dá)回波上的紅色亮點(diǎn)或 “鉤狀回波” 強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，加速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的中心氣壓下降，如同 “甩干機(jī)” 一般：中心氣流旋轉(zhuǎn)式下沉，周圍氣流則旋轉(zhuǎn)式上升。最終，旋轉(zhuǎn)式下沉氣流形成漏斗狀云柱，當(dāng)其接觸地面時(shí)，龍卷風(fēng)正式形成 ——15 級(jí)甚至更強(qiáng)的極大風(fēng)力如同無(wú)形的巨手，撕裂房屋、折斷樹木，在其路徑上留下清晰而慘痛的破壞痕跡。

這兩場(chǎng)持續(xù)時(shí)間分別為 7 分鐘和 21 分鐘的災(zāi)害，以最直觀的方式證明：龍卷風(fēng)并非 “憑空出現(xiàn)的惡魔”，而是 “熱力驅(qū)動(dòng) - 氣流碰撞 - 能量聚集” 共同作用的必然結(jié)果?！盁嵩陲L(fēng)之前，雨在風(fēng)之后” 的固定順序，成為有序解讀龍卷風(fēng)形成機(jī)制、提升預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的核心鑰匙。

三、從 “事后復(fù)盤” 到 “提前預(yù)判”：“熱風(fēng)雨” 帶來的預(yù)報(bào)新可能

長(zhǎng)期以來，龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)一直被視為 “氣象界的難題”—— 全球范圍內(nèi)，龍卷風(fēng)的平均預(yù)警時(shí)間僅 10-15 分鐘，即便 “鉤狀回波” 出現(xiàn)，留給人們的 “救命窗口” 往往也只剩 3 分鐘。傳統(tǒng)預(yù)報(bào)模式高度依賴?yán)走_(dá)監(jiān)測(cè)和天氣圖分析，但面對(duì)鹽城這類 “小尺度、短生命期” 的龍卷風(fēng)，常常陷入 “看到信號(hào)時(shí)，災(zāi)害已臨近” 的被動(dòng)困境，難以有效提前預(yù)警。

而 “熱生風(fēng)，風(fēng)生雨” 規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，為龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)提供了時(shí)間上 “向前延伸” 的可能。從鹽城兩場(chǎng)龍卷風(fēng)的案例來看，關(guān)鍵 “早期信號(hào)” 的出現(xiàn)時(shí)間遠(yuǎn)早于災(zāi)害爆發(fā)：東西方向的極端熱力差異，比 “中氣旋” 提前 3-4 小時(shí)顯現(xiàn)；兩股氣流的正交碰撞，也比最強(qiáng)回波或 “鉤狀回波” 提前 2-3 小時(shí)形成。這些信號(hào)不再是傳統(tǒng)天氣學(xué)中模糊的 “混沌信息”，而是可觀測(cè)、可分析、可利用的 “預(yù)報(bào)線索”。

對(duì)預(yù)報(bào)員而言，這一規(guī)律意味著預(yù)報(bào)思路的重大轉(zhuǎn)變：無(wú)需再被動(dòng)等待雷達(dá)捕捉 “鉤狀回波”，而是可以主動(dòng)從地面加密自動(dòng)氣象站的溫度分布數(shù)據(jù)中，尋找 “熱力異常區(qū)”；從加密地面風(fēng)場(chǎng)的變化中，追蹤 “氣流正交碰撞點(diǎn)”。

例如，當(dāng)觀測(cè)到某區(qū)域溫度梯度突然增大（如相鄰地區(qū)溫差超過 20℃），且風(fēng)場(chǎng)出現(xiàn)正交輻合特征時(shí)，就能提前預(yù)判 “該區(qū)域可能成為龍卷風(fēng)的潛在發(fā)生地”，從而將預(yù)警時(shí)間從傳統(tǒng)的 “分鐘級(jí)” 向更具實(shí)際意義的 “小時(shí)級(jí)” 推進(jìn)，為人員疏散、物資轉(zhuǎn)移等防災(zāi)減災(zāi)工作爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

正如一位牢記 “熱風(fēng)雨” 三字的氣象學(xué)子所言，這簡(jiǎn)單的三個(gè)字背后，是對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的深刻理解。在鹽城這樣的龍卷風(fēng)易發(fā)區(qū) —— 兼具沖積平原、西側(cè)水網(wǎng)、東側(cè)海洋的地理特征，夏季熱力差異本就是 “常客”。只要牢牢抓住 “熱 - 風(fēng) - 雨” 的邏輯鏈條，就能在紛繁復(fù)雜的氣象數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)鎖定 “關(guān)鍵線索”，讓預(yù)警更精準(zhǔn)、更及時(shí)，最大程度降低災(zāi)害損失。

四、結(jié)語(yǔ)：認(rèn)識(shí)自然，方能更好應(yīng)對(duì)自然

2023 年鹽城大豐龍卷風(fēng)這類極端天氣事件，不僅是一場(chǎng)帶來破壞的災(zāi)害，更是一次刷新龍卷風(fēng)認(rèn)知的 “契機(jī)”。它向我們揭示：極端天氣的形成并非毫無(wú)規(guī)律可循，只要找到驅(qū)動(dòng)其發(fā)生的 “核心動(dòng)力”—— 如 “熱生風(fēng)，風(fēng)生雨” 所蘊(yùn)含的熱力 - 動(dòng)力學(xué)關(guān)系，就能實(shí)現(xiàn)從 “被動(dòng)應(yīng)對(duì)” 到 “主動(dòng)預(yù)判” 的轉(zhuǎn)變。

需要注意的是，鹽城地區(qū)的龍卷風(fēng)多受天氣尺度江淮氣旋上冷暖鋒面氣流輻合的影響。江淮氣旋可在對(duì)流層低層實(shí)況天氣圖或數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品天氣圖中觀測(cè)到，但它僅是近地面 “中氣旋” 出現(xiàn)的背景環(huán)流，龍卷風(fēng)的實(shí)際發(fā)生位置，始終是中氣旋上兩股擾動(dòng)氣流的正交碰撞點(diǎn)。

若不采用擾動(dòng)天氣圖厘清不同尺度的線索關(guān)系，極易導(dǎo)致極端天氣預(yù)報(bào)出現(xiàn)位置和時(shí)間的 “空?qǐng)?bào)”。長(zhǎng)期的 “狼來了” 式預(yù)報(bào)，會(huì)逐漸削弱民眾對(duì)預(yù)警的信任，喪失防御主動(dòng)性。

對(duì)普通民眾而言，了解 “熱風(fēng)雨” 規(guī)律可顯著提升自身應(yīng)對(duì)極端天氣的能力：夏季若出現(xiàn)極端高溫，且相鄰地區(qū)溫差明顯、風(fēng)向多變，需警惕強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生；對(duì)預(yù)報(bào)員來說，擾動(dòng)變量對(duì)應(yīng)的 “熱風(fēng)雨” 三字，或許正是會(huì)商時(shí)突破極端天氣預(yù)報(bào)瓶頸的 “鑰匙”—— 從熱力差異中捕捉擾動(dòng)風(fēng)的信號(hào)，從擾動(dòng)風(fēng)的正交碰撞中定位致災(zāi)極大能量的釋放位置，讓每一次會(huì)商都能直擊本質(zhì)，每一次預(yù)警都能搶在災(zāi)害之前，守護(hù)更多生命與家園。煉就業(yè)務(wù)過硬本領(lǐng)，做到“人民至上，生命至上！”

參考文獻(xiàn)

[1] 錢維宏，沈樹勤 （1996）大氣中的對(duì)流和結(jié)構(gòu). 氣象出版社，248pp.

[2] Qian WH, Du J, Leung JC, Li WJ, Wu FF, Zhang BL (2023) Why are severe weather and anomalous climate events mostly associated with the orthogonal convergence of airflows? Weather and Climate Extremes，https://doi.org/10.1016/j.wace.2023.100633

[3] Qian WH (2025) Expanding force in astronomy and updraft force in meteorology. Journal of Modern Physics, 16, 267 - 285.

[4] 錢維宏，梁卓軒，金榮花，符嬌蘭，等 (2017) 擾動(dòng)變量在強(qiáng)對(duì)流天氣分析和模式評(píng)估中的應(yīng)用 —— 以蘇北里下河地區(qū)引發(fā)龍卷的擾動(dòng)系統(tǒng)為例. 氣象，43 (2): 166-180.

注意：封面圖為版權(quán)圖庫(kù)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛