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本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:苏镝坷,编辑:Alicia,原文标题:《注意!暴风雨!暴风雨就要来啦!》,题图来自:视觉中国
2019年8月10日,我坐在父亲驾驶的汽车里,从上海金山区赶往奉贤区的海边。我看着电脑上的各种五彩斑斓的数据图,神经紧绷着,这是我追击的第一个台风——2019年第9号台风“利奇马”。
车内一片寂静,只有细碎的雨点打在窗户上的声音。距离台风登陆上海还有3个小时,我准备让追风车调整位置,以合适的状态进入台风核心区。
显示在雷达屏幕上的台风“利奇马”,这幅图像下的台风已经开始对上海造成影响(图:苏镝坷)▼
下午,风雨骤然增大,我们即将进入台风的对流区——这是台风最为狂暴的特征区域之一。雨借风势,十分密集,我打开窗户,从下风向把镜头伸到窗旁,准备拍摄台风利奇马正面冲击上海的画面,这些素材日后将会成为纪录片《风暴之下》中的片段。
这是台风“利奇马”的核心区的景象,路旁的植物在狂风中几乎横倒过来,雨水也十分密集地降落下来(图:苏镝坷)▼
一个追风的人
“追风者”这个概念有广义和狭义层面的两种解释:广义上的追风者指的是追击包括强对流天气、台风、洪水、干旱、暴雪等一切天气现象的人群;狭义上的追风者则专指追击风暴——也就是强对流天气、台风和飓风——的人。
风暴的壮丽与暴烈自有其魅力,而追风这件事刺激而又富于诗意(图:苏镝坷)▼
狭义上的追风者最早可以追溯到17世纪美国的富兰克林,他把风筝放到雷暴云里试图引导闪电。美国是强对流天气出现最频繁的国家之一,追击风暴和龙卷风的文化从20世纪50年代起就开始出现,到90年代随着家庭摄影机的应用开始大规模传播。
这张照片记录下了在东北玉米田间追风的场景,这个视角下可以完整看到一个风暴的结构(图:苏镝坷)▼
今天,追风在美国已经是一项相当成熟的科研甚至旅游项目,其中比较著名的追风者有Reed Timmer、Sean Casey、Tim Samaras等。
Reed Timmer从18岁开始就追击龙卷风,他也是一名科学家,自制了许多科研探测器,如在龙卷风内部发射带有摄像头和传感器的元件。
Reed Timmer和团队拍摄到的龙卷风景象(图:YouTube-Reed Timmer)▼
Sean Casey是一名IMAX电影制作家和导演,他花了10年时间用IMAX电影机拍摄龙卷风和它内部的画面。
Tim Samaras是极端天气工程学家,研究龙卷风对建筑造成的破坏和影响,为了搞懂龙卷风的风力结构分布,他还自制了专业仪器。
国外追风者在美国佛罗里达州海岸边记录下的飓风来临时的可怕状况(图:YouTube-Max Olson Chasing)▼
我国也是恶劣天气多发的国家,暴雨、冰雹、龙卷风等局部强对流天气,以及台风这种大尺度天气系统,都是酿成自然灾害的重要因素。
其中破坏力最大的便是台风,根据气象部门统计,近几年台风对我国造成的直接经济损失年均在百亿元以上,最高时甚至接近千亿元——刚过去不久的超强台风“杜苏芮”,就对我国造成了超600亿元的经济损失。
2022年江苏龙卷风过后的场景,能直观看到建筑物被破坏的状况(图:苏镝坷)▼
到目前为止,我已经有了多次追风经历:2019年的“利奇马”、“米娜”,2021年的“烟花”,2022年的“马鞍”“暹芭”“梅花”,2023年的“泰利”“杜苏芮”“苏拉”……每一次我都能够进入中心区域,也都取得了自己所期冀并且十分宝贵的数据。
在追击台风“利奇马”时,用风速计记录下数据,在17米/秒的风速下,人尚能勉强站立(图:苏镝坷)▼
其中,2022年的台风“梅花”是令我印象特别深刻的。
“梅花”是个小巧但是能量非常集中的台风。由于汽车爆胎,我们在台风登陆前一天的中午才赶到目的地。在它登陆前不久,风力还比较平和。但是到了傍晚,随着台风眼墙靠近,风力骤然飙升,狂风穿过高楼间的缝隙时发出诡异的尖啸声,雨点扑面而来,如同针扎般打在身上,车也被吹得剧烈晃动。
台风“梅花”夜间登陆现场,可以看到道边的树木几乎要被吹倒(图:苏镝坷)▼
不过,一切来得快去得也快,大概半小时后我们就进入了台风眼,甚至还在风眼里找了一家餐馆吃晚饭。
另一次印象深刻的追风经历是在2021年。在台风“烟花”到达前的两日,我和其他几位追风爱好者驱车前往象山半岛。这里有一座5612号台风温黛(Wanda)纪念碑,我们在石碑旁获得了一组宝贵数据——2秒级的高精度全风速数据。
位于松兰山的八一台风(5612号台风“温黛”)纪念碑,台风“温黛”于1956年于浙江登陆,是当时自建国以来唯一一个以超强级别登陆的台风,它造成了将近5000人遇难的后果,也带来了难以估量的经济损失(图:苏镝坷)▼
随后,因为风向的变化,我们又来到舟山继续这次追风之旅。
在舟山,我们感受到了台风带来的巨大影响——车身在强风下摇晃,车门难以打开;海边的植物被强风吹得几乎贴地;人在这种风力下已经难以正常行走和站立;台风登陆叠加天文大潮导致潮水猛涨,我们不得不紧急撤离……
台风“烟花”登陆前12小时左右,我们在舟山东港实测,仪器显示此时的风速已经达到了20米/秒(持续8级),在这样的状态下,迎风行走已经十分艰难,同行的伙伴在努力稳定自己身体的同时还需紧握住风速计以防止被狂风吹倒(图:苏镝坷)▼
而沿途城镇在台风过后的惨状——树木被连根拔起、拦腰折断;路灯路牌悉数倒地、铁皮木板横亘在马路上——也让我们不禁反思在灾难来临时到底能够做些什么,又该如何帮助人们更好地度过天灾、重建家园。
台风过后,一路上随处可见倒下的树木、路牌等(图:苏镝坷)▼
我站在风暴中心
正如我们之前介绍的那样,追风者感兴趣的不仅是台风,另外一种范围更小、持续时间更短、更具有突发性和极端性的强对流天气,也是我们追风者关注的重点对象。
强对流天气往往具备范围小、强度大、相态多和时间短这几个特点。相比台风能达到几百公里的直径,强对流天气的水平范围往往只有十几公里,甚至更小。
在屋顶拍到的密集闪电风暴(图:苏镝坷)▼
同时,强对流天气下的风雨往往是突发性的。除了降雨,强对流天气还可以引发诸如冰雹、沙尘暴、龙卷风等多种不同类型的状况,其产生的影响都集中在几十分钟内,偶有时间较长的,也不过持续一至三个小时。
鉴于以上特点,追风者在追击强对流天气时也有几个难点和重点:首先是需要在短时间内及时规划出正确的路线和拍摄方案,这需要考虑到路况、地形等因素;
这是在内蒙古通辽拍摄到的超级单体风暴,想要拍到这样的画面,既要提前规划,也需要根据实时状况调整路线等,还需要一些运气(图:苏镝坷)▼
其次是需要考虑如何拍摄到想要的照片,这常常需要通过雷达图来提前了解我们追击的风暴类型,并据此对接下来要拍摄的场景进行构想。我们最想拍摄的,是那些壮观的强对流天气,例如外流风暴里的弧状云,或者超级单体当中的中气旋。
超级单体是一种尺度比一般单体风暴更大、持续时间更长,威力更加凶猛的大型雷暴单体。这类风暴还会旋转,科学家将其中产生旋转的部分称为中气旋,超级单体也被认为是产生龙卷风的母体。
这是一个处于早期阶段的超级单体风暴,可以看到蓬勃向上的“云体”和倾斜的风暴垂直结构,这代表风暴发生时有较强的垂直风切变,这也是超级单体出现的必要因素之一(图:苏镝坷)▼
这是超级单体雷暴,画面中一个云墙不断的向下探,几乎要接天连地,是最为危险的一种强对流风暴,猛烈的龙卷风通常由这些风暴产生。有些人因此给它起了一个不那么严谨但是很形象的名字:母舰风暴——因为它的形状像一艘航空母舰。
这个像战舰一样的超级单体雷暴正在倾泻降雨和冰雹(图:苏镝坷)▼
有时候你还能看到这种弧线形状的云,它会像牙齿一样向前推进,站在下方会有很强烈的压迫感,这叫做弧状云,它的出现通常表示风暴内部有非常猛烈的冷下沉气流,可能会导致灾难性的大风和暴雨。
这幅图片拍摄于内蒙古锡林郭勒盟,可以看到一个巨大的外流风暴正在倾泻雨水,它的边缘是庞大的弧状积雨云(图:苏镝坷)▼
风暴的灾难性令人恐惧,不过大自然有时候也会体现出它温暖、壮丽的一面,当这些风暴在远离人的地方活动,你便会惊叹这些风暴的庞大和壮美:
积雨云以肉眼可见的速度不断向上爬升,云体逐渐膨胀壮大,下方是黑乎乎的一大片降水区,暖湿空气向上爬升,水汽凝结放出能量,冷却的雨滴向下落回地面——这是风暴的能量循环,也是它的运转逻辑。
从远处观察这一个风暴,左侧的上升区(入流区)、中心的对流核心和降雨区以及上方的云砧都清晰可见,上升区域的暖湿气流爬上高空,为风暴提供水汽,在一定高度遇冷凝结之后,向下掉落形成雨滴,从而冷却周围的空气,形成下沉区(图:苏镝坷)▼
当风暴溃散,夕阳从一侧进入风暴,还能看见这些金黄色的火烧云,而如果阳光完美地射入雨幕中,还能看到彩虹——运气好的话甚至可以看到双层彩虹,而这也意味着我们一天的追风任务结束了。
当夕阳将暖色的红光洒向云层,就会形成火烧风暴的景观,从某种程度上来说,风暴最美的阶段恰恰是在它的“生命”即将结束的时刻(图:苏镝坷)▼
难得一见的双层彩虹(图:苏镝坷)▼
追逐,不断地追逐
从普通人的视角来看,追风似乎是一件新奇刺激的事情,不过对于气象工作者来说,追风往往意味着科研和灾害发生时冲在一线的责任。而对我们这些业余气象爱好者,追风则带来了多重的感受。
首先,追风过程很辛苦,经常需要长时间驾驶、风餐露宿。一些地区交通并不十分便利,而看到风暴时,还要对它的移动方向做出预判,据此规划行驶路线,而因为大多数风暴移动速度都很快,我们还要长时间和它并驾齐驱甚至超过一定距离,才能有时间部署仪器和拍摄。
追击和拍摄风暴时可能遇到各类突发情况,这是一个成功与失败不断交错的过程(图:苏镝坷)▼
追风的体验也受到地形的影响。北方比较开阔平坦,视野较好,但是在南方追风的时候,成片的树林、房屋、电塔,会严重阻碍我们的观测视野,不仅会影响画面的构图美观,还会对观察风暴结构和了解风暴的运动方向构成障碍。
这是一个迷你超级单体风暴,可以清晰地看到它的中气旋(图:苏镝坷)▼
另外,风暴像人一样具有灵性,它有时候会和你“捉迷藏”,即使努力规划和追逐,最后也可能是竹篮打水一场空。
一次在东北追风的时候,由于这里的风暴生成和消散速度很快,移动方向还很不稳定,当我们锁定一个风暴并驱车赶到时,它已经消散了,反而在我们的出发地有新的风暴生成,在我们赶回出发地的时候,新的风暴又移动到别的地方去了……
这些出现在雷暴下方的向前滚滚而进的“鲸齿”,是风暴下沉气流猛烈的标志,遇到这样的情况,需要赶紧躲避到安全的区域,因为它预示着强风暴雨的来临(图:苏镝坷)▼
不过追风的过程也给我们带来了许多收获。我们是天空变化的观察者和记录者,我们所有记录的数据、影像,都在帮助我们更好的认识这些风暴。
虽然我国目前有至少2418个国家站和无数的自动站在观测,但是最高密度的观测频率也在1分钟左右,对于龙卷风和强雷暴活动等尺度较小的天气系统,有些气象要素的变化是以分钟乃至以秒计算的。
另外,大部分观测站都是固定观测站,相比之下,我们的观测站是车载移动的,它可以跟着天气系统同步运动。因此,我们的追风活动就有助于补充更高精度的观测数据。
追击台风时,我们会在车顶安装能采集温度、湿度、大气压、风力、降水量等要素数据的测量仪器(图:苏镝坷)▼
比如,追击台风“梅花”的时候,我们在台风眼墙和刚进台风眼的时候观测到一个异常的气压下降,这种下降通常会被认为和台风眼墙上的中尺度涡旋相关,而这种短时间的气压变化在观测站数据中很难反映出来。
我成为追风者的最初契机,是源于一部叫做《龙卷风》(Twister)的电影,其中逼真的特效,惊心动魄的场景,给幼年的我带来了极大的震撼,也激起了我的兴趣。
追风者在很多时候要进入各种极端天气的中心区域,这往往带来惊心动魄的生命体验(图:苏镝坷)▼
同时,得益于互联网的快速发展,我结识了一群和我一样对自然充满向往与好奇的人。对我来说,追风不仅是体验或者任务,也是一种生活方式,它教会我回归自然、与天空对话。在追逐中,我发现每一个风暴都独一无二,每一片云的变化都会让人兴奋不已。
(图:苏镝坷)▼
最后,我想给大家推荐一本《我站在风暴中心》,它汇集了我对风暴的认识和那些惊心动魄的追风故事。在成书过程中,我不断回想让我热爱追风的那些瞬间,也再一次感受到每次和自然接触时给我带来的触动。
这是从飞机上看到的积雨云,可以看到它向上爬升、不断膨胀,在其内部水滴颗粒不断相互碰撞,形成降雨(图:苏镝坷)▼
《我站在风暴中心》
本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:苏镝坷,编辑:Alicia