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这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析

(2015-06-06 12:04:52)
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杂谈

向辛苦工作的一线救援人员致敬   向遇难者同胞家属致哀

长江客轮事故中,截至目前,

1、6分钟一次的气象雷达资料可查,相隔较近的气象站观测数据可查;

2、宝船网上留下了东方之星失事前的运动轨迹;

3、游轮平面图公布;

4、船长张顺文、轮机长杨忠权,两位幸存者吴建强、胡坚跃接受了人民日报、新华社等媒体采访;

5、与东方之星号游轮距离较近的“长江观光6号”游轮、长航江宁号部分船员接受了媒体采访;

6、央视发布了救援航拍视频,有监利网友上传了失事江段附近的风损情况。

上述材料都是我们分析事件气象细节的依据。





一、事发航道附近,是否只有东方之星一艘船受到大风影响?

否。


根据宝船网定位数据,920分左右,就在东方之星客轮附近几百米范围内,长航江宁轮也受到大风影响,被迫抛锚等待了1个小时左右才启航。(新闻晨报报道)


“长江观光6号”游轮此时在监利附近,距离东方之星号十余公里。该船在8点半左右遇到狂风暴雨,船体晃动明显,巨浪将江水打入船体,也被迫靠岸停泊。(新闻晨报报道)


可见,在事发江段附近,除东方之星外,有至少2艘船也受到了雷雨大风的严重影响,但处置及时,未发生事故。


二、事发时风向如何,东方之星航速如何,失事时间究竟是几点几分?


A:事发航道为南北向,东方之星号客轮、长航江宁轮由南向北逆水流航行,轮船左舷方向为西,右舷方向为东。(参考百度地图、高德地图和宝船网定位数据)

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 

B船长轮机长陈述:船舶左舷受风,船体向右舷急剧倾斜,在1分钟内向右倾覆。(楚天都市报报道)


C幸存者吴建强陈述:当时风雨都是冲我们北边房间来的,人在船上,方向感可能不太准确,但吴建强的房间号应为准确信息(421房间),这个房间位于游轮左侧。(新华社报道)


D幸存者胡坚跃陈述感觉整个船向右边倒了,失事前他还看到工作人员用毛巾、毯子、泡沫之类的堵塞船体左侧的门窗缝隙,即风雨从左侧来。(人民日报报道)


E多普勒雷达回波图显示,2109-2200,强雷雨回波(50-55dBZ)自西向东快速通过监利附近的长江江面。(回波动画:http://photo.weibo.com/1763864272/wbphotos/large/mid/3850650582856467/pid/69226ed0gw1esu27tg5deg20hs0dc0y7


失事前,游轮左满舵,但未及掉头,船即翻沉,幸存者也没有提及921分逆时针转弯掉头之事。(综合宝船网定位数据和媒体报道)


根据上述资料,可以推断:


1、如果宝船网的定位数据和时间信息准确,东方之星遇险时间为921分左右,非930分,失事后船舶失去动力,顺长江水流,结合自西向东吹的雷暴大风,向南偏东继续漂流了约10分钟。


2事发时,东方之星号速度稳定,没有减速


3事发时,东方之星号受偏西大风影响



三、当时是否发生了龙卷风?


1龙卷风发生的可能性存在,但不是100%因龙卷风灾害相对较少,龙卷风的勘查确认在我国属于空白,即使在龙卷风大国美国,也是一件颇为复杂、颇费时间的事情,中国气象局和部分高校的专家及时赶赴现场,为了回应民众关切,在当天也只是初步确认发生了龙卷风,随着事件细节的进一步挖掘,可能还会有更进一步的结论。


2、龙卷风在云图上无法分辨,在多普勒雷达图上可以部分分辨(不能全部分辨),龙卷风的确认,更多的要靠影像资料、地面观测、破坏情况等等。(详见附录:如何判断是否发生龙卷风)


就本次事件而言:


1影像资料:事发时为深夜,暴雨倾盆,龙卷漏斗云照片和视频都无法取得。


2地面观测:事发地点气象站点较为稀疏,没有捕捉到龙卷风的痕迹。距离事发地点最近的气象站:监利站距离15公里,尺八站35公里,最大阵风仅5级和7级。(9.2/秒,16.3/秒,需要说明的是,9.2/秒仅为五级风,不是广泛传播的所谓“9.2级龙卷风”)


3破坏情况:龙卷风的破坏和其他大风不一样。因龙卷风中心气压极低,上升气流极强,会将杂物“吸”出来,甚至吸上高空再抛洒下来;龙卷风的强风风向急剧变化,因此杂物会在风中相互碰撞撕扯,杂物被破坏的更碎;龙卷的风力极强,可能瞬间击碎易碎物,如玻璃等。所以龙卷风的破坏有明显的碎屑特征。


由于失事船舶已经江水长期浸泡,且经过大型机械翻转处理,已无法查看是否龙卷痕迹。根据央视新闻航拍、百度监利吧网友提供的失事江面附近村庄照片,有雷雨大风破坏的痕迹,有树木和电线杆被吹倒,但没有明显的龙卷痕迹。事发时距离东方之星不到1公里的长航江宁轮遇到的是相对稳定的偏西大风,没有遇到龙卷。


图为百度监利吧网友上传的、失事航道附近岸边的风毁情况

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 


4)雷达观测:雷达回波图上出现了弓形回波,这是雷雨大风的特征,有时候也会带来龙卷,但对应关系不强。雷达径向速度图上出现正负速度对,这是中气旋特征。中气旋不等于龙卷风,但有一定的对应关系。根据中国气象局的报道,在强降水过程中会有数个中气旋,而在其中有不到10%的可能会形成龙卷风。没有出现龙卷涡旋特征(TVS)和钩状回波。(回波动画:http://photo.weibo.com/1763864272/wbphotos/large/mid/3850650582856467/pid/69226ed0gw1esu27tg5deg20hs0dc0y7


因此,事故发生的气象原因可能有两种:


A:雷雨大风。东方之星号在9点之前就受到雷雨大风影响,风向为偏西风。920分左右,船体仍然自南向北航行,船头朝北。此时风力突然增强,船员打左满舵,意图让船头朝西,迎风开足马力稳住游轮,不料风向发生微小变化,由偏西转为西略偏南,风向和船体侧面正好垂直,侧面完全受风,瞬间倾覆。


B:龙卷风。东方之星号在9点之前就受到雷雨大风影响,风向为偏西风。920分左右,船体仍然自南向北航行,船头朝北。此时龙卷风漏斗云下探接地,龙卷风直径小于东方之星号和长航江宁号之间的距离,但又有一定规模,足以倾覆游轮。龙卷南侧象限正好击中东方之星号,令东方之星号左侧受西偏南风,随后龙卷就在江面消失,没有触及岸边。


四、不靠龙卷风,单纯的雷雨大风可以翻船吗?


千万不要低估雷雨大风。天气预报常说,雷雨时短时阵风8-9,这只是一般的雷雨大风;强烈的雷雨大风可达10-11级,甚至12级及以上,且由于突然发生,令人猝不及防,往往造成很大损失。


事例一,201544日,四川广安武胜部分乡镇遭雷雨大风袭击,最大风力13级(38.5/秒),有树林被斩首,村民屋顶被掀。从灾害照片来看,风力比监利岸边村庄要大得多。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 

事例二,2013420日上午,福建省南平市延平区境内的闽南平渡4195号在闽江江面上遇雷雨大风翻沉,当时风力估计有10级,至少3人死亡。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 

事例三,1980227日,曙光401客船在开平潭江于2分钟之内倾覆沉没,300多人不幸罹难,事故原因为石湖风,即雷雨大风。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 东方之星号游轮自重2000吨以上,抗风能力自然要比闽南平渡4195号渡船、80年代初的曙光401客船要强得多,一般的雷雨大风自然很难让其倾覆。但根据媒体报道,游轮抗风能力为8-10级,且经过多次改装;若遇到10级以上大风,再加上船员操作不当,让侧面完全受风,则完全可能翻沉。而翻沉的这么快、翻沉后迅速呈现倒扣状态等等细节的原因,有待船舶专家、航运专家、气象专家等进一步调查。


五、龙卷风不能预报,那么类似灾难是否不能避免?


首先,龙卷风确实无法预报,这是由科技水平决定的,人无法胜天。美国的龙卷风“预报”,也是判断龙卷风可能发生的区域,这个区域非常大,常常是对一两个州发出预报,但实际上只有一两个县发生了龙卷,甚至不发生;或者在龙卷发生之后,对其下游的区域做短期提醒。


其次,虽然龙卷不能预报,但雷雨大风可以预报。强雷雨不一定携带龙卷,但龙卷一定乘着强雷雨而来。强雷雨的发生的地域很小,时间很短,海员、船员朋友们只要具备一些气象常识,会看气象雷达,时刻绷紧防灾害天气的意识,灾难可以避免。如此次距离东方之星很近,只有1公里不到的长航江宁轮,在9点钟左右遇到雷雨大风后即减速,9点20分左右果断抛锚,没有发生灾难。







附录:如何判断是否发生龙卷风?


龙卷风尺度非常小,结构复杂,直径从几米到1000米都有,较少超过1000米;生命史非常短,基本上是十几分钟到数小时。这样小而短寿的天气系统在卫星云图上根本无法识别,在天气雷达上也往往观测不到。就连龙卷风灾害最严重的美国,气象部门也往往在收到龙卷风影像时才后知后觉,他们对龙卷风的判定也很依赖事后证据。这些证据包括:


1、龙卷风影像资料。即有人拍下龙卷漏斗云的照片或视频,这是最有效力的证据。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 2014617日美国内布拉斯加州双龙卷


这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 

20155月以来中国留下影像记录的龙卷

531日吉林通榆龙卷;516日广东台山水龙卷;511日深圳宝安机场附近水龙卷


2、地面气象观测资料阵风场出现细小但清晰的气旋式环流,如果有气象站被龙卷击中,或追风人进入龙卷,录得异常大风(往往12级以上),V型气压曲线和很低的最低气压,旋转风等等, 这也是龙卷发生较为可靠的证据。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 2003624日,美国追风人Tim Samaras在马萨诸塞州附近驾车钻入龙卷,测得1分钟100百帕的气压下降。


3、多普勒雷达观测资料。雷达速度图上出现明显的龙卷涡旋特征(TVS),或者出现很强的中气旋特征,②雷达反射率图(就是我们平时看到的雷达回波图)上出现明显钩状回波。这是龙卷发生可参考的证据,但对应关系不是太保险:一方面,出现TVS、钩状回波,龙卷不一定发生;另一方面,有时龙卷发生时雷达图上并无上述反应,所以雷达观测资料只能做参考。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 典型的钩状回波,2015516日美国俄克拉荷马州Elmer龙卷


4、现场破坏情况。①碎屑特征,②一条很窄的带状区域内树木建筑被破坏,周边相安无事,③笨重物品被抛上较高地点或出现明显位移,④受影响的树木庄稼倒伏方向不一致,等等,都是龙卷风发生可参考的证据。但较弱的龙卷上述特点体现不明显,较强的雷暴大风也可以将笨重物品移动很远,也可以让庄稼树木倒伏方向不一致,所以现场破坏情况也只能做参考。

这事全怪龙卷风吗?--长江客轮事故的天气再分析 2011522日美国乔普林龙卷风过后的航拍。龙卷风路径上树木皆倒伏死亡,呈现灰黄色,与周边的绿色形成鲜明对比。


5、目击者、亲历者证言证词。这是较弱的证据,且需要多方面交叉验证才可采信。


延伸阅读:龙卷风分级法:http://photo.weibo.com/1766389150/wbphotos/large/mid/3559100338069764/pid/6948f59ejw1e2zy4xncnxj













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