河南西部龙卷风的发生时段和地域分布特点

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1、 河南西部龙卷风的发生时段和地域分布特点河南西部龙卷风的发生时段和地域分布特点 申占营1，张静2，薛龙琴1，师丽魁1，王红振3，王红杏3 （1.河南省气象科学研究所，郑州 450003；2.河南省气象培训中心，郑州 450003；3.郑州市气象局，郑州 450003） 摘 要 通过对河南省西部龙卷风发生的有关历史资料（1949-2008 年）进行调查和等级划分，结合其发生时段和地域上的特点，分析得知：相对全省而言豫西（多丘陵、山地）发生龙卷风共有 31 次，占河南全省龙卷风发生总次数（93 次）的 33.3%，而调查区域占全省面积的 50%左右，与豫东平原相比，龙卷风发生的概率相对较低。按年代

2、，以 90 年代发生最多，为 18 次，其次是本世纪初 6 次，80 年代 4 次，其余的 50、60、70 年代均只有 1 次记录；按年份统计，1994 龙卷风最多，为 7 次，其次是 1991 年出现 5 次，2001 年发生龙卷风 3 次，1984 和 1995 年均为 2 次，其余年份有一次或没有发生；按发生的月份，主要集中在 58月，各月相应为：1、11、12 和 7 次， 68 月份龙卷风占区域全年龙卷风总次数的 96.8%，可见豫西的龙卷风只有在盛夏才可能发生。从出现地域来看，发生过 4 次龙卷风的地方有禹州和长葛（均为 F0 级） ，发生过 3 次的地方是鲁山（均为 F1 级）

3、 ，发生过 2 次龙卷风的地方有孟津、洛阳、汝阳、偃师、汝州、郏县、叶县和辉县等 8 县（市） ，发生过 1 次龙卷风的有三门峡、洛宁、渑池、内乡、宜阳、宝丰、焦作、新密、襄城和舞钢等 10 个县（市） ，其余 34 个县（市）没有龙卷风的相关记录。将调查区域内历年发生的 31 次龙卷风初步划分为 F0、F1、F2 三个等级：F0 级 17 次，F1 级 12 次，F2 级 2 次，可见豫西区域发生的龙卷风多为 F0、F1 低级别的，强度不大，F2 等级较少，并且只有相对较为平坦、开阔的地方才会促生龙卷风。龙卷风大多来去迅猛， 不可预测， 其突发性决定了对其防范的难度， 目前只有通过雷达才能捕

4、捉到他的 “近身踪影” ，因此增强大家的防范意识和防护技巧就显得更为实际和有效。作为国家安全和经济发展方面的大型工程项目（如核电站、高层建筑等安全系数要求较高的大型建设项目） ，其选址和工程设计基准一般要依据该区域历史上曾经发生过的龙卷风综合分析结果。湖北、山东、山西的陈正洪、薛德强、张红雨等周边省份都作过类似方面的研究和分析，本文试图通过大量详实的资料调查和发生时段、空间、强度分级等方面的具体分析，得出较为客观的统计结果供大家参考。 关键词：龙卷风；发生概率；强度分级；空间分布 1 引言 龙卷风是从强积雨云中伸向地面的中小范围强烈旋风1。龙卷风出现时，往往有一个或数个如同“象鼻子”样的2漏斗

5、状云柱从云底向下伸展3，同时伴随狂风暴雨4、雷电或冰雹5，易造成重大的人员伤亡和财产损失6。虽然其具有突发性7和灾难性8，但属小概率事件，一般的工程设计不予考虑9。而事关国家安全和经济发展的大型工程项目，对于像龙卷风这样的极端天气现象， 其设计基准必须保证周边公众的健康和安全万无一失10。 因此对区域内历史上出现过的龙卷风进行全面调查与评估11就显得十分必要。 薛德强、 张红雨分别作过山东、 山西龙卷风的特点分析， 陈正洪等对湖北通山核电站周边龙卷风的状况做过统计12，相对来说，河南西部龙卷风的发生有其不一样的特点，针对其发生次数、强度和地域特点进行有关的分析、统计，一方面希望能为大型的工程项

6、目设计提供定级参考13 ，另一方面也期望能对提高大家的防范意识和增强防护技巧方面有所帮助。 2 资料与方法 2.1 资料来源 2.1.1 调查区域和调查时段 以 113.82E 线为分界线，大致位于许昌以西的区域，豫西多以丘陵和山地为主， 包括河南省 55 个县（市）管辖的范围，差不多占全省一半的面积。调查时段自 19492008 年。 2.1.2 资料来源 （1） 中国气象灾害大典(19492000 年)； （2） 中国气象灾害年鉴(20012007 年)；（3） 河南省气候影响评价(19852008 年)； （4）地面气象观测月报表（有关县市） ； （5）洛阳市民政局灾害统计； （6）洛阳

7、市水利年鉴 ； （7）山西师范大学学报，第 17 卷增 2期； （8）洛阳市气象局有关资料调查； （9）汝阳县气象局有关资料调查等。 2.1.3 调查结果 根据多方面综合调查统计，河南省有史料记载以来的龙卷风记录共有 93 次（多发生在地势相对平坦的地方） ，影响豫西的龙卷风记录共有 31 次，占河南全省龙卷风总次数的33.3%，而调查区域占全省面积的 50%左右，可见调查区域与豫东平原相比，龙卷风发生的概率较低。豫西多丘陵山地，地表粗糙的沟谷地形影响龙卷风涡旋的建立或触及地面。 对于发生在大片区域连续几天的龙卷风记录， 统计时主要以发生龙卷风的时间为分次依据、 兼顾影响区域的大小， 尽量客观

8、地区分发生在同一地带不同时间或者发生在同一时间不同地点的龙卷风次数。 2.2 研究方法 通过对豫西龙卷风发生的时间和危害程度进行全面翔实的调查和统计， 利用计算、 列表、制图等方法描述调查区域龙卷风出现的概率和时间、空间上的分布特点。 2.2.1 龙卷风的发生时段 统计结果表明：豫西区域有记录可查的 31 次龙卷风，以 90 年代发生最多，为 18 次，其次是本世纪初 6 次，80 年代 4 次，其余的 50、60、70 年代均只有 1 次记录（见图 1） 。 0510152050年代60年代70年代80年代90年代00年代 年代次数图 1 豫西区域龙卷风在各年代出现次数 按年份进行统计，19

9、94 龙卷风最多，为 7 次，其次是 1991 年出现 5 次，2001 年发生龙卷风 3 次，1984 和 1995 年均为 2 次，其余年份有一次或没有发生（表 1，没有龙卷出现的年份略） 。 表 1 豫西调查区域龙卷风在各年份的发生次数（年份不连续） 年 代 1957 1969 19771984 1985 19861991199219941995199619981999 2000 2001 20052007次 数 1 1 1 2 1 1 5 1 7 2 1 1 1 1 3 1 1 河南全省范围内 39 月份均有龙卷风出现，豫西调查区域的 31 次龙卷风主要在 58月份出现，各月相应为：1

10、、11、12 和 7 次， 68 月份龙卷风占区域全年龙卷风总次数的96.8%，可见豫西的龙卷风只有在盛夏才会出现（图 2） 。 0510151月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 月份次数图 2 豫西调查区域龙卷风在各月份发生次数 2.2.2 龙卷风的空间分布特点 调查区域各县（市）历年来出现龙卷风的次数（见图 3） ，由图可以很直观地看出： 豫西（包含 55 个县市）发生过 4 次龙卷风的地方有禹州和长葛（均为 F0 级） ，发生过 3 次的地方是鲁山（均为 F1 级） ，发生过 2 次龙卷风的地方有孟津、洛阳、汝阳、偃师、汝州、郏县、叶县和辉县等 8 县（市） ，发生过

11、1 次龙卷风的有三门峡、洛宁、渑池、内乡、宜阳、宝丰、焦作、新密、襄城和舞钢等 10 个县（市） ，其余 34 个县（市）没有龙卷风的相关记录。 从空间分布来看，龙卷风发生的地方，多在地势相对比较平坦、开阔的区域。 图 3 豫西调查区域龙卷风发生次数统计 2.2.3 龙卷风的强度分析 龙卷风尺度小、变化快，又不一定发生在气象站所在地，所以大多数龙卷风风速没有实测记录， 风力大多是现场观察者或灾情调查者的估计值， 而观察者又不一定正好处在龙卷风比较强劲的部位，因此按照富士达-皮尔森（Fujta-pearson 见表 2）分类标准14，依据物象破坏的程度（风力仅作参考） ，对龙卷风强度进行分级。此

12、外，由于物象破坏状况有的记录也不够详细和确切，为了使分级相对客观，征求了相关专家意见，经过认真商讨，最终将调查区域内历年发生的 31 次龙卷风初步划分为 F0、F1、F2 三个等级：F0 级 17 次，F1 级 12 次，F2 级 2 次。 由此可见，豫西区域发生的龙卷风多为 F0、F1 低级别的，强度不大，F2 等级较少15。表 2 富士达 F 等级对龙卷风所作的分类 等级 伴随的风速(m/s) 破坏程度 F0 33 轻度破坏 F1 3349 中等破坏 F2 5069 相当大的破坏 F3 7092 严重破坏 F4 93116 摧毁性破坏 F5 117140 难以置信的破坏 F6F12 141

13、330 不可思议的破坏 2.2.4 调查区域内物象破坏程度 调查区域级别较高龙卷风的破坏程度主要是：房屋损坏或倒塌、屋顶被掀起16；水缸和牛犊被卷到空中；树木、电线杆被折断；大树连根拔起；人、畜伤亡；农作物倒伏或绝收（见表 3：部分龙卷风的典型灾情） 。 表 3 调查区域内龙卷风造成的典型灾情 发生地点 发 生 时 间 灾 情 统 计 偃师 1957 年 7 月下旬 大树被拔起，水缸被卷到天空，石磙从沟的一边卷至另一边。 汝阳 1977 年 6 月 3 日 13:20 男寺村一农户瓦房屋顶被卷起，屋内牛犊被风卷起 10 米高，甩出 20 米以外。 宜阳 1985 年 7 月 10 日 白杨、董

14、王庄、樊村房屋倒塌 208 间，刮倒电线杆 58 根，死亡 5 人，受伤 17 人。 鲁山 1991 年 6 月 1218 日 造成 4750 间房屋倒塌，6428 间严重损坏，砸死 5 人，伤 266 人。 禹州、长葛 1994 年 7 月 3 日 倒树 5.9 万棵，损坏电视机 55 台，受伤 29 人，死亡 3 人，直接经济损失 3000 万元。汝州、宝丰 1995 年 6 月 9 日 损坏电杆 2141 根，线路 2.59 万米，冲毁道路 104 公里、桥涵 81 座。 襄城 2001 年 8 月 7 日 受灾农田 45 万亩，民房损坏 800 间、倒塌 400 间，刮倒、折断树木 3

15、5000 多棵。 内乡 20005 年 8 月 3 日 18:50 41.3 千公顷高秆作物绝收，4 万多棵大树和 11 万棵幼树被连根拔起或拦腰截断。 孟津 2007 年 7 月 27 日 12： 33 一农户重约 200 斤的鸡笼卷至 500 米以外的地上。 3 小结 （1）河南省龙卷风有记录可查的共 93 次，调查区域的龙卷风记录共有 31 次，占全省龙卷风总次数的 33.3%，表明豫西发生龙卷风的机率相对较低（调查区域面积占全省 1/2） 。 （2）调查区域的 31 次龙卷风多半发生在 19911995 年间的 90 年代，其次是本世纪初（6 次）和 80 年代（4 次） ，其余年代很

16、少发生。 （3）河南全省 68 月份龙卷风占总次数的 81.7%，豫西调查区域 68 月份占总次数的96.8%，可见豫西的龙卷风主要集中在盛夏。一天中绝大部分发生在下午至傍晚。 （4）豫西调查区域有两个县发生过 4 次龙卷风，有 1 个县发生过 3 次龙卷风，还有 8个县发生过 2 次龙卷风，其余县市较少或没有龙卷风的相关记录。 （5）豫西调查区域的龙卷风记录，多以低级别（F0、F1）为主，一般不超过 F2 级。 参考文献 1徐仁吉.威力巨大的龙卷风J.万象奥秘,2008,7:63-63. 2纪文君,刘正奇,郭湘平等.龙卷风生成机制的探讨J.海洋预报,2003,20(1):14-19. 3薛德强,杨成芳.山东省龙卷风发生的气候特征J.山东气象,2003,23(4): 4朱文洁,王志强,孙永霞等.“云娜”台风影响的商城特大暴雨过程分析J.河南气象,2006