尽管春季通常被视为龙卷风季节,但东南部在秋季和初冬还会出现第二个龙卷风活动高峰。
2021年12月10日至11日期间,六个州共报告至少38次龙卷风,造成大范围停电、财产损失和人员死亡。
受影响的州包括阿肯色州、密西西比州、密苏里州、肯塔基州、田纳西州和伊利诺伊州
2021年12月10日至11日夜间,一批强烈龙卷风集中爆发,袭击了阿肯色州、密西西比州、密苏里州、肯塔基州、田纳西州和伊利诺伊州的部分地区,造成数十人死亡,并在数百英里范围内留下了被毁的残骸。灾害气候学家Alisa Hass和Kelsey Ellis解释了此次事件的成因,包括这可能是美国首次出现的“四州龙卷风”,并说明为何东南部全年都容易遭受此类灾害,尤其是在夜间。
是哪些因素共同导致了如此大规模的龙卷风爆发?
12月10日,一个强大的风暴系统从西部逼近美国中部。该系统给较寒冷的西部和中西部北部带来了大雪和路面湿滑的天气,而南部则享受着接近历史纪录的温暖天气,这得益于从墨西哥湾向北流动的温暖湿润气流。
该风暴系统将寒冷、密度较大的空气带入该地区,并与温暖空气相互作用,形成了不稳定的大气条件。当暖气团与冷气团相遇时,密度较小的暖空气会向上升至大气中较冷的高层。随着这些暖空气冷却,其中所含的水汽会凝结成云,并可能形成风暴。
当这种不稳定性与显著的风切变相结合时(即不同高度的风向和风速发生变化),就可能形成有利于强烈旋转风暴发生的理想条件。
当近地面空气温暖而高层空气寒冷时,大气不稳定性便会形成。这会使暖空气团上升并形成云层,进而产生雷暴,在某些条件下还可能产生龙卷风。
按照龙卷风等级量表衡量,此次事件的强度如何?
在此次龙卷风爆发中,六个州共报告至少38次龙卷风,造成大范围停电、财产损失和人员死亡。美国国家气象局依据灾害强度对龙卷风进行评级,采用增强藤田等级(EF)量表中的28项损毁指标。风暴评估和龙卷风评级可能需要数天甚至更长时间才能完成。增强藤田等级(EF)量表。
截至12月12日,至少四次EF-3级和五次EF-2级龙卷风已获确认。EF-2级和EF-3级龙卷风被视为强烈龙卷风,风速分别为每小时113至157英里和每小时158至206英里。
强烈的直线风也会伴随强风暴出现,并可能造成与龙卷风同等程度的破坏。在强风暴及龙卷风报告出现后,美国国家气象局会进行实地风暴损毁调查,以判断所报告的损毁是由龙卷风还是直线风造成,并确定损毁程度。调查人员会查看碎片是朝一个方向散落(表明是直线风),还是朝多个不同方向散落(这是龙卷风的典型特征)。
据报道,一次龙卷风横跨四个州,行进了240英里。这为何不寻常?
大多数龙卷风在地面停留的时间很短,移动距离较短——平均3至4英里。长路径龙卷风和超长路径龙卷风——分别行进至少25英里和100英里——相对少见。它们占美国全部龙卷风的不足1%。
长路径龙卷风需要一套非常特定的条件组合,且这些条件必须存在于较大范围内。这类少见的龙卷风由单个超级单体风暴——即一种带有旋转上升气流、被称为中气旋的风暴——形成,并可持续数小时。
强烈龙卷风通常比较弱的龙卷风在地面停留更久。它们的路径在东南部尤其漫长,因为凉季中的强烈龙卷风移动较快,因此覆盖的范围更广。
此前的纪录为1925年创下的,当时F-5级三州龙卷风穿越密苏里州、伊利诺伊州和印第安纳州,行进了219英里。此次被昵称为“四州龙卷风”的龙卷风预计将打破该纪录。未来几天,美国国家气象局将确认是一次龙卷风在地面停留超过200英里,还是同一风暴产生了多次龙卷风。
为何东南部夜间和冬季发生的龙卷风比其他地区更多?
春季通常被视为龙卷风季节,但龙卷风全年任何时候都可能发生。东南部在秋季和初冬会出现龙卷风活动的第二个高峰,冬季龙卷风也并不罕见。
同样,龙卷风一天中任何时候都可能发生。夜间龙卷风事件在东南部尤为常见,那里的风暴成因与大平原的“龙卷风走廊”相比有所不同,也更有利于夜间龙卷风的形成。
东南部的龙卷风风暴通常由大量风切变提供动力。它们不太依赖使大气产生不稳定性的温暖潮湿空气上升,后者需要白天地表受热,并且在春季更为普遍。
此次事件的预报准确,并提前数天预测到了大规模龙卷风爆发。美国国家气象局位于俄克拉荷马州诺曼的风暴预报中心以及受影响地区的美国国家气象局地方天气预报办公室及时发布了监视、警报和安全防护信息。
但夜间龙卷风可能尤其致命。死亡人数往往更多,因为人们在睡觉时常常收不到预警信息。夜间进行风暴观测更加困难,而且人们在夜间更可能身处较脆弱的住所,例如活动房屋,而白天人们多在较坚固的建筑中工作。
拥有多种可靠的夜间预警接收方式至关重要,因为在恶劣天气期间,电力可能中断,手机信号也可能中断。遗憾的是,在12月10日至11日的事件中,一些前往避难所的人在龙卷风袭击所在建筑时丧生。但及时的预警能让人们在牢固的、与地基或地下室相连的结构中安全避险,从而在破坏性较小的事件中保住性命。


