自然与人-28.14   对2000“7.13”苏北龙卷风的流场变化进行剖析

李开乐

    摘要：龙卷风发生前19个小时的大气环流形势是，东亚高空低压槽东移，将速度较慢的南段拉成纬向横槽且断开，并将一段急流留在江苏上空。冷性的低压和急流来到这么低纬度，周围多是暖性气团，很不相适应，于是不断产生着扰动，便逐渐演变成了龙卷风。

    一般的龙卷风不是简单用热极生风就都能解释得通的。2000年7月13日下午3时袭击了江苏北部的那个龙卷风实际上就是一种冷空气过程，而不是“热极生风”的类型。该例龙卷风其实也是高空急流产生波动之后，大气释放不稳定能量的一种小型而激烈的冷空气活动过程。
    从彩图28.14-1可见，在7月12日20时（北京时，下同）的北半球200百帕的高度形势图上（可理解为占整个大气层质量约4/5的那个高度附近的高空气压形势），东亚区有低压槽南伸到了中国境内上空，而且因槽的南北东移的速度不同步已经使南北相互错开（棕色曲线标示出了槽的位置已经画成了不能相连的两段）。
    彩图28.14-2的700百帕中空高度和温度形势图，更显示出了低压槽的南段已经被完全切断，并摆放成了基本不再东移的横槽形式，配合了中空的一串低压环流，同时还将大量冷空气封锁在蓝色线框区域内，高空急流也被切出一段，遗留在较低纬度的副热带高压边缘（见绿色斜线区）。这种冷性质的低压和急流来到这么低的纬度后与周围环境并不相适应，这就是大气不稳定的祸根。
    因为北半球的向南气流与下沉相联系，所以早在7月12日以前，跟在低压槽后部向着东南方向流动的高空冷空气，就已经像“自然与人-28.7”所述的那样下沉而堆积到地面上了。比较一下彩图28.14-3和彩图28.14-4就知道7月12日20时在陕西、四川一带的地面层已经堆积成了一个小型高压环流，并且红色方框内的三个站点在48小时内分别降温-7、-9、-5℃，这就是高空急流早已在释放不稳定能量的表现。
    从彩图28.14-3还可见到7月10日有台风在黄海活动，这可能就是吸引着东亚大槽迅速东移而遗留下了急流尾巴的主要原因。被遗弃在较低纬度的那一小段高空冷性急流的周围多是暖性气团（见彩图28.14-2），很不相适应，所以不断产生着扰动。更具体一点说，彩图28.14-2中的绿色斜线区域（高空急流遗留段）附近的环流形势，可以简单表示为彩图28.14-5。扰动就产生在急流主轴的左侧，逆时针方向旋转，正是它们逐渐演变成了龙卷风。在急流主轴的右侧偶尔也会生成顺时针方向旋转的扰动，但因与科里奥利力的方向相反，一般都无法伸到地面。

彩图28.14-1： 2000年7月12日20时（北京时，下同）
        北半球200百帕高度形势图（与气压形势相当）

彩图28.14-2： 2000年7月13日08时
    北半球700百帕高度和温度形势图

彩图28.14-3： 2000年7月10日20时地面天气图

彩图28.14-4： 2000年7月12日20时地面天气图

彩图28.14-5： 龙卷风形成的环流形势示意图