摘要：盐城市坐拥中国沿海市级地区中最长的海岸线，夏季海陆间显著的热力差异，使其成为龙卷风的高发区域。近十年来，两场极具破坏力的龙卷风先后打破了这里的平静 ——2016 年 6 月 23 日，阜宁县遭遇 EF4 级龙卷风侵袭；2023 年 8 月 13 日下午，大丰区
盐城市坐拥中国沿海市级地区中最长的海岸线，夏季海陆间显著的热力差异，使其成为龙卷风的高发区域。近十年来，两场极具破坏力的龙卷风先后打破了这里的平静 ——2016 年 6 月 23 日，阜宁县遭遇 EF4 级龙卷风侵袭；2023 年 8 月 13 日下午，大丰区又迎来 EF2 级龙卷风，且两场灾害均伴随冰雹与强降水。
尽管这两场龙卷风的影响范围与持续时间差异明显：前者水平直径达 1.7 公里，持续 21 分钟，破坏痕迹绵延数十公里；后者水平直径不足 100 米，持续时间不到 7 分钟，影响范围仅几公里，但它们背后却隐藏着一套共同的、颠覆传统认知的气象规律 ——“热生风，风生雨”。这一规律不仅揭开了龙卷风形成的神秘面纱，更为破解龙卷风提前数小时定位预报的难题，提供了全新的研究方向与实践思路。
一、龙卷风的 “异常出身”：62℃与30℃温差的热力博弈
提及龙卷风的形成，传统气象认知往往将焦点集中在 “垂直风切变”“中气旋” 及大气稳定度等复杂概念上，却忽视了驱动这一切的 “初始动力”—— 热力差异。2023 年 8 月 13 日下午 4 时左右，盐城大丰区龙卷风发生前 3-4 小时（即中午 12 时甚至午前），地面已埋下 “不安分” 的种子：龙卷风发生地西南 20 多公里的东台，地面温度飙升至 62℃；其北侧 100 公里处，温度低了 20℃；东侧 40 多公里的黄海海面，温度更是相差达 30℃。
早年间，预报员就发现一个关键现象：苏北地区的冰雹既不发生在高温中心，也不出现于低温区，而是集中发生在高低温梯度最大的区域 [1]。这一现象的背后，正是 “热生风” 原理在发挥作用。如此显著的热力差异，在中午便催生了一个地面风辐合的中尺度低压系统（简称中低压或中气旋）。从正午 12 时到午后 14 时，该中气旋持续向东南方向移动，其出现时间比龙卷风（16 时）提前了 4 个小时，为后续极端天气的发生埋下伏笔。
在中气旋系统内部，气流运动呈现出独特的规律：中气旋中心 C 的东侧 R 处，西南风与东北风形成迎面碰撞；而在中心 C 的西南侧 L 处，西北风与西南风则形成 90 度直角的正交碰撞（图中红色箭头）。数据显示，当时小时平均风速达每秒 8 米，实际瞬时地面风速有时甚至超过 10 米 / 秒。
两股气流的加速碰撞蕴含着复杂的能量变化：如同两个力（向心力）的正交碰撞，在数学上可视为矢量叉乘运算，会产生垂直方向上的新矢量，即 “上拽力”。这种上拽力形成的新能量密度，等于两股扰动气流中气块质能的乘积 [2,3]，为后续强对流天气的爆发积蓄了巨大能量。
从雷达监测数据来看，黑底板上的彩色图为盐城雷达探测到的回波强度，其中 To 位置正是龙卷风发生地。小图 d 至 小图g 分别对应 15 时 49 分、16 时 01 分、16 时 12 分和 16 时 24 分的雷达回波。16 时 12 分，雷达回波强度达到峰值，超过 50 dBZ，且最为集中，这一时间与地面龙卷风的发生时间和地点完全吻合。
雷达回波的强弱与大气中降水粒子（雨、雪、冰雹等）对雷达发射电磁波的散射程度相关，回波越强（颜色越红），意味着降水粒子越密集、能量越集中。对于更强的龙卷风，雷达还能探测到钩状回波。
值得注意的是，此次龙卷风和强回波仅出现在中气旋中心西南侧的风向正交碰撞（或气流正交辐合）区域，而在中气旋中心东侧的风向迎面辐合线上，雷达未探测到任何回波信息。
气象观测进一步揭示，此次龙卷风的 “母体” 是一个尺度约 100 公里的 “中气旋”—— 这是由地面水平温差引发的特殊风辐合系统。在中气旋中心西南侧，地面风场的正交碰撞成为 “风暴前奏”：西北风与西南风呈 90 度 “正交碰撞”，如同两股力量直角撞击，在碰撞点形成极小尺度的强气流旋转 “胚胎”，为龙卷风的形成奠定了基础。
无独有偶，2016 年 6 月 23 日下午 14-15 时，盐城阜宁县遭遇了历史上危害最大的 EF4 级龙卷风 [4]。盐城雷达站在 14 时 30 分前后探测到钩状回波向东移动，40-50 dBZ 的回波顶高达 8-9 公里，底部距离地面 600-1000 米。14 时 20 分，漏斗状涡旋接触地面，正式形成龙卷风，其主要危害集中在 14 时 19 分至 14 时 40 分的 21 分钟内。
与 2023 年大丰龙卷风类似，此次灾害发生前，内陆废黄河故道与南侧里下河水网区及东侧黄海之间形成了较大的温差。从 13 时至 14 时的地面自动气象站风场数据可见，龙卷风形成于地面大尺度风场的辐合线上，并自西向东移动，且辐合线上存在一个局地中气旋 D。14 时的地面风场上，中气旋 D 东侧的东风与辐合线南北两侧的地面风形成正交碰撞，龙卷风恰好形成于碰撞点上。更具参考价值的是，历史上 10 次造成苏北重大伤亡的龙卷风，均形成在类似的地面风辐合线上，这一规律为龙卷风的成因研究提供了重要依据。
二、“热生风，风生雨”：龙卷风形成的 “三段式密码”
若将极端热力差异视为龙卷风形成的 “因”，那么 “风” 便是连接 “热” 与 结果——“雨（龙卷风）” 的关键桥梁。盐城地区多次龙卷风的形成过程，完美印证了 “热生风，风生雨” 的三段式逻辑，清晰展现了龙卷风从能量积累到最终爆发的完整链条。
（一）第一阶段：“热生风”—— 初始动力的形成
陆地暖源62℃与海面冷源30℃之间，形成了极强的温度梯度。这种显著的热力差异，驱动空气定向流动，原本平稳的地面风场在地球自转偏向力的作用下，逐渐产生气旋式旋转，进而形成中气旋。
在中气旋中心西南侧的风速、风向辐合线两侧，两股气流发生 “正交碰撞”—— 这一过程如同两辆高速行驶的汽车加速相撞，气流突然加速碰撞瞬间产生剧烈的旋转上升加速气流（即正交碰撞形成的上拽力），而这股力量，正是龙卷风的 “初始旋转动力”。
（二）第二阶段：“风聚能”—— 能量积累与信号显现
中气旋内辐合线两侧气流的持续正交碰撞，不断为局地强扰动系统 “聚集能量”。近地面的暖湿气流在碰撞作用下，被迫旋转式加速抬升，实际上，这是正交碰撞形成的高能量密度以加速度形式向上喷发的过程，直接推动雷暴云蓬勃向上发展。
随着能量不断积累，雷达回波上开始出现特殊信号 —— 红色集中的亮点或 “钩状回波”。这种类似钩子的雷达信号，是气流剧烈旋转、能量高度集中的典型标志，堪称龙卷风的 “专属名片”，预示着极端天气即将登场。
（三）第三阶段：“风生雨（龙卷风）”—— 灾害的最终爆发
气象观测发现，最大的水平异常湿气流和风向辐合并非出现在地面，而是位于积雨云底部，距离地面以上数百米高。在这一高度上，两股潮湿的异常低空气流正交碰撞形成的能量密度最大，使得云体下部呈现出异常明亮的特征。
随着系统进一步发展，当雷达回波上的红色亮点或 “钩状回波” 强度达到峰值时，加速旋转系统的中心气压下降，如同 “甩干机” 一般：中心气流旋转式下沉，周围气流则旋转式上升。最终，旋转式下沉气流形成漏斗状云柱，当其接触地面时，龙卷风正式形成 ——15 级甚至更强的极大风力如同无形的巨手，撕裂房屋、折断树木，在其路径上留下清晰而惨痛的破坏痕迹。
这两场持续时间分别为 7 分钟和 21 分钟的灾害，以最直观的方式证明：龙卷风并非 “凭空出现的恶魔”，而是 “热力驱动 - 气流碰撞 - 能量聚集” 共同作用的必然结果。“热在风之前，雨在风之后” 的固定顺序，成为有序解读龙卷风形成机制、提升预报准确性的核心钥匙。
三、从 “事后复盘” 到 “提前预判”：“热风雨” 带来的预报新可能
长期以来，龙卷风预报一直被视为 “气象界的难题”—— 全球范围内，龙卷风的平均预警时间仅 10-15 分钟，即便 “钩状回波” 出现，留给人们的 “救命窗口” 往往也只剩 3 分钟。传统预报模式高度依赖雷达监测和天气图分析，但面对盐城这类 “小尺度、短生命期” 的龙卷风，常常陷入 “看到信号时，灾害已临近” 的被动困境，难以有效提前预警。
而 “热生风，风生雨” 规律的发现，为龙卷风预报提供了时间上 “向前延伸” 的可能。从盐城两场龙卷风的案例来看，关键 “早期信号” 的出现时间远早于灾害爆发：东西方向的极端热力差异，比 “中气旋” 提前 3-4 小时显现；两股气流的正交碰撞，也比最强回波或 “钩状回波” 提前 2-3 小时形成。这些信号不再是传统天气学中模糊的 “混沌信息”，而是可观测、可分析、可利用的 “预报线索”。
对预报员而言，这一规律意味着预报思路的重大转变：无需再被动等待雷达捕捉 “钩状回波”，而是可以主动从地面加密自动气象站的温度分布数据中，寻找 “热力异常区”；从加密地面风场的变化中，追踪 “气流正交碰撞点”。
例如，当观测到某区域温度梯度突然增大（如相邻地区温差超过 20℃），且风场出现正交辐合特征时，就能提前预判 “该区域可能成为龙卷风的潜在发生地”，从而将预警时间从传统的 “分钟级” 向更具实际意义的 “小时级” 推进，为人员疏散、物资转移等防灾减灾工作争取宝贵时间。
正如一位牢记 “热风雨” 三字的气象学子所言，这简单的三个字背后，是对大气运动本质的深刻理解。在盐城这样的龙卷风易发区 —— 兼具冲积平原、西侧水网、东侧海洋的地理特征，夏季热力差异本就是 “常客”。只要牢牢抓住 “热 - 风 - 雨” 的逻辑链条，就能在纷繁复杂的气象数据中精准锁定 “关键线索”，让预警更精准、更及时，最大程度降低灾害损失。
四、结语：认识自然，方能更好应对自然
2023 年盐城大丰龙卷风这类极端天气事件，不仅是一场带来破坏的灾害，更是一次刷新龙卷风认知的 “契机”。它向我们揭示：极端天气的形成并非毫无规律可循，只要找到驱动其发生的 “核心动力”—— 如 “热生风，风生雨” 所蕴含的热力 - 动力学关系，就能实现从 “被动应对” 到 “主动预判” 的转变。
需要注意的是，盐城地区的龙卷风多受天气尺度江淮气旋上冷暖锋面气流辐合的影响。江淮气旋可在对流层低层实况天气图或数值预报模式产品天气图中观测到，但它仅是近地面 “中气旋” 出现的背景环流，龙卷风的实际发生位置，始终是中气旋上两股扰动气流的正交碰撞点。
若不采用扰动天气图厘清不同尺度的线索关系，极易导致极端天气预报出现位置和时间的 “空报”。长期的 “狼来了” 式预报，会逐渐削弱民众对预警的信任，丧失防御主动性。
对普通民众而言，了解 “热风雨” 规律可显著提升自身应对极端天气的能力：夏季若出现极端高温，且相邻地区温差明显、风向多变，需警惕强对流天气的发生；对预报员来说，扰动变量对应的 “热风雨” 三字，或许正是会商时突破极端天气预报瓶颈的 “钥匙”—— 从热力差异中捕捉扰动风的信号，从扰动风的正交碰撞中定位致灾极大能量的释放位置，让每一次会商都能直击本质，每一次预警都能抢在灾害之前，守护更多生命与家园。炼就业务过硬本领，做到“人民至上，生命至上！”
参考文献
[1] 钱维宏，沈树勤 （1996）大气中的对流和结构. 气象出版社，248pp.
[2] Qian WH, Du J, Leung JC, Li WJ, Wu FF, Zhang BL (2023) Why are severe weather and anomalous climate events mostly associated with the orthogonal convergence of airflows? Weather and Climate Extremes，https://doi.org/10.1016/j.wace.2023.100633
[3] Qian WH (2025) Expanding force in astronomy and updraft force in meteorology. Journal of Modern Physics, 16, 267 - 285.
[4] 钱维宏，梁卓轩，金荣花，符娇兰，等 (2017) 扰动变量在强对流天气分析和模式评估中的应用 —— 以苏北里下河地区引发龙卷的扰动系统为例. 气象，43 (2): 166-180.
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来源：小邱的科学世界
