7月19日,好萊塢大片《龍卷風》(Twisters) 強勢登陸暑期檔。
影片圍繞兩支風格迥異的追風團隊的故事展開帶觀衆身臨其境感受龍卷風奇觀及其威力場面震撼堪比電影《2012》和《後天》而且影片中有非常多的氣象元素
前幾日中國氣象小編有幸受邀參加了首映禮
接下來通過四個關鍵詞帶大家解讀《龍卷風》中的氣象元素助你暢爽觀影!
電影《龍卷風》中追風團隊向龍卷風中施放探測裝置
1.氣象雷達
電影《龍卷風》女主角凱特是一位理想主義的科學家,畢生緻力于研究龍卷風。大學時追龍卷風的慘痛經曆令她飽受困擾,如今她在紐約的辦公室裡研究風暴模式。在朋友哈維的招募下,凱特重返戶外,開始測試一套突破性的全新追風系統。
影片中追風團隊所使用的最得力的追風利器就是——氣象雷達。在許多追風場景中,兩個追風團隊都是依靠電腦或pad中的雷達回波圖來分析龍卷風的發生發展。
電影《龍卷風》中追風團隊利用雷達回波圖監測龍卷風動态,并向其中發射火箭彈
龍卷風是一種強對流天氣,突發性強且時空尺度小,利用地面氣象自動站、衛星等“跟蹤”難度大。通過天氣雷達,則可以觀測到天氣系統底部、中部、上部的多種參數,精準“捕捉”天氣過程。
4月27日廣州白雲龍卷風,廣州雷達圖出現鈎狀回波
在現實與龍卷風“較量”的過程中,預報員總結了典型雷達回波特征。以4月27日發生于大陸廣州白雲的龍卷風為例,由于帶動空氣旋轉,龍卷風會在雷達圖上顯示出一個鈎狀回波。從當天14時12分至15時,雷達不斷采集到龍卷風發生發展動态,此次過程提前預警時間量約18分鐘。
便攜式相控陣天氣雷達,則是影片中追風團隊後來應用的全新追風系統的核心裝備。誠如影片中所說,相控陣雷達過去是用于軍事領域的。在大陸,相控陣天氣雷達也實作了從軍用到氣象應用的技術突破。目前已在粵港澳大灣區等廣泛應用。
相比傳統的天氣雷達,相控陣天氣雷達在監測龍卷風方面更有優勢。傳統的天氣雷達資料時空分辨率有限,往往還沒等雷達“看到”或“看清”,龍卷風就已完成“生成-造成破壞-消散”的生命史。相控陣天氣雷達則能使強對流系統觀測時間分辨率提高4至5倍,垂直方向分辨率提高3倍,能有效識别對流系統的精細結構和演變特征,能大大提高對龍卷風等高影響對流系統的監測預警能力。
影片中,追風團隊為何使用三部相控陣天氣雷達組網“捕捉”龍卷風?多部雷達組網觀測“協同作戰”确實是監測龍卷風的有效手段。2022年7月20日8時至12時左右,江蘇省連雲港市海州區和灌雲縣出現多次龍卷風,當地氣象部門就是利用位于連雲港、宿遷、淮安和鹽城的4部組網雷達,成功捕捉到這一系列龍卷過程。
相控陣天氣雷達
影片中還無數次提到了“風切變”。風切變是一種大氣現象,指風向、風速在空中水準和或垂直距離上的變化。發生在低空的風切變是飛機起飛和着陸階段的一個重要危險因素,被人們稱為“無形殺手”。不同于其他天氣現象,風的變化很難肉眼觀察,甚至傳統測風雷射雷達也難以應對各種複雜惡劣天氣條件下的風切變探測。
風切變還是影響龍卷風形成的關鍵環境參數之一,是以影片中追風團隊無比關注它,甚至多次用上了“看雲識天氣”和通過蒲公英飄飛方向判斷風切變的“土”方法。影片在這裡可能也是想展現預報員的經驗對于預報訂正的重要性吧。随着科技的發展,風廓線雷達等雷達産品已經能在一定程度上對風切變進行有效監測。
2.人工影響天氣
女主角凱特在美國“龍卷風走廊”的風暴中心——俄克拉荷馬州出生長大,從小經曆了太多龍卷風帶來的災難,是以她追龍卷風的目的是想要找到削弱甚至摧毀龍卷風的方法。這在廣義的屬于人工影響天氣的範疇。
起初,凱特的追風團隊試圖向龍卷風中釋放某種吸水劑,但失敗了,龍卷風變得更強,直接導緻她的3個朋友喪生。
在後續的追風過程中,他們發現可能吸水劑隻是吸收了龍卷風帶來的降水,并沒有将龍卷風中的大量的水汽吸收。于是他們想到了在使用吸水劑的同時,要利用火箭彈向龍卷風中輸送催化劑——碘化銀,使龍卷風系統中的水汽充分形成降水,釋放不穩定能量。這個過程正是目前最成熟的人工影響天氣工作之一,人工增雨。碘化銀也是最為常見的人工增雨催化劑之一。
電影《龍卷風》中男主角駕駛車輛裝有火箭發射裝置
不過,關于人工增雨使龍卷風快速消散的科學性有待商榷。影片最後實際上給出的是開放性結局,龍卷風确實很快消散了,可能是人工增雨以及吸水劑起了作用,也可能是煉油廠起了什麼作用。
自古以來,人工影響天氣在某種程度上代表了人們對于美好生活的向往和追求。影片中也是想通過人工影響天氣消除龍卷風,減少災害損失。或許在将來,消除台風、暴雨災害等在現在看來不可能的事情,也可能通過人工影響天氣實作。
影片中許多内容與現實研究課題都息息相關,為了創作出真實可信的劇本,制作團隊采訪了專業氣象學家,與“追風人”一起騎行了解他們的工作。影片拍攝時正是平原地區的龍卷風季節,拍攝團隊有時因為天氣不得不停工。片中另一主角安東尼·拉莫斯回憶道:“在俄克拉荷馬州的第一個晚上,結束工作後我們去吃飯,窗戶就被暴風吹得嘎嘎直響。”更加獨特的是,影片的群演中有一些是真實的“追風人”,當劇組在龍卷風多發地拍攝時,就有從業人員離開駐地,真正去追逐正在肆虐的風暴。
對于科學的追求,也是這部影片吸引人的點。
3.龍卷風預警
影片中,有好幾次龍卷風來臨前,每個人的手機都收到預警提示,大喇叭也播放預警資訊,甚至還會拉響警報提醒大家。影片中高效的龍卷風預警着實令人震撼,但或許太過于理想化。
龍卷風監測預警仍有很大不确定性,是國際上的公認難題。與其他災害性天氣相比,龍卷風是一種少見的局地性、小尺度、突發性強的強對流天氣,其空間尺度很小,且生命史很短,較難被觀測捕捉和記錄,不确定性極大,對龍卷風的預報預警更加困難。
即便是在龍卷風頻發、災害嚴重、研究較為充分的美國,其龍卷風預警的平均提前量也隻有不到20分鐘,且準确率有限。
這也就有了影片中牛仔競技場出現龍卷風時,盡管凱特等人一再勸說趕緊撤離,仍有人以“十次預警九次空”為由堅決不撤離。
電影《龍卷風》中追風團隊利用無人機追蹤龍卷風
對于龍卷風,人類對其機理認識尚淺,這也制約了相關預報預警業務的建立。這或許也是影片中追風團隊要冒着危險一次次接近龍卷風的意義所在——通過探測手段認識其機理,進而進一步提高預報預警準确率。
在大陸,雖然龍卷風發生數量遠低于美國,但大陸龍卷風發生環境複雜,多發生在暴雨、雷雨大風或者台風等環境中,不同天氣背景下龍卷風形成的環境條件存在諸多差異。不過,随着大陸氣象事業的進步,目前已建立起“點網面體”和直接間接各種豐富的監測手段來應對強對流天氣,這給了大陸氣象工作者沖擊這道世界級難題打下了一定基礎。
4.龍卷風防禦
遇到龍卷風究竟該怎麼辦?影片中其實給出了很多案例。在影片裡第一次追風過程中,追風團隊在看到龍卷風遠超預期,避無可避的情況下,選擇到橋下躲避。當時其實已經有隊員喊了“不能躲在橋下”,但終究沒有躲過這次災難。
大家可能認為,相比樹木、房屋等,橋很堅固啊,為什麼不能在橋下躲避龍卷風呢?究其原因,在涵洞、隧道和橋下,“狹管效應”會讓風速加快,風中攜帶的雜物以時速一兩百公裡的速度飛行,很容易造成人身傷害。而且橋梁一旦垮塌,也會增加危險。
影片中也印證了這一點,除了凱特以外,她的3個朋友都被大風吹走了。而女主角的大腿也被大風吹起的物體大面積劃傷。
躲在車裡也不安全。影片中,有兩次龍卷風過程,凱特的朋友哈維都險些在車中被吹走;在牛仔競技場遭遇龍卷風時,有兩人奪車而逃,不出意外地被龍卷風吹走了。而男主角泰勒·歐文斯的追風團隊之是以能駕車進入龍卷風,是用了特殊的抓地裝置。
那麼,正确的避險方式是什麼?影片也多次給出了答案。每一次龍卷風過程,凱特都盡力尋找地下室或者低窪地帶。每一次躲避龍卷風,凱特也是盡力全身緊貼地面。在牛仔競技場遭遇龍卷風時,盡管大家已經躲在低窪地帶,還是有人不顧男主角勸阻站起身來,最終也是被龍卷風吹走。
當已經面臨龍卷風威脅時,在戶外,要觀察龍卷風動态及時避開其行進路徑,如果在室内,則遠離門、窗和房屋的外圍牆壁,躲在比較堅固的、永久性鋼筋混凝土結建構築物中抱頭蹲下,最安全的地方是地下室或半地下室;在房屋倒塌等緊急情況下,應及時切斷電源,以防觸電或引起火災;乘汽車外出遇到龍卷風時,應立即離開汽車到堅固的建築物中或低窪地帶躲避,同樣需注意避開其行進路徑。
當然,影片中還有很多氣象元素
等待大家去發掘
在此就不一一劇透了
大家猜猜影片中的雙龍卷風産生了什麼效應?
最後
大家對該影片有何期待或有何觀影感受
以及平時對龍卷風災害有哪些感想
歡迎在評論區留言
中國氣象報社 出品
作者:崔國輝
編輯:刷克
稽核:段昊書