本文轉自【中國氣象】；
中國科學院大氣物理研究所研究員 冉令坤
中國氣象局龍卷風重點開放實驗室主任、北京大學物理學院大氣與海洋科學系教授 孟智勇
近期，中國多地出現水龍卷。9月8日11時前後，浙江省溫州市洞頭區附近海域發生水龍卷；9月7日9至10時左右，廣東省惠州市惠東縣雙月灣和鹽洲島附近海域先後發生水龍卷；8月26日11時左右，山東省煙台市海陽市附近海域發生水龍卷。
此外，當地時間8月19日清晨，英國一遊艇在義大利西西裏島西北部海域遭遇風暴襲擊，船只在短時間內沈沒。【衛報】報道稱，遊艇所在海域出現風暴，並形成了破壞力極強的水龍卷。那麽，水龍卷到底是如何形成的？我們可以對其詭秘的行蹤進行預報嗎？
水龍卷的「誕生」
「水龍卷」俗稱「龍吸水」，指的是出現在水面上空的龍卷風，是一種從地面垂直延伸至積雨雲雲底的快速旋轉空氣柱，常呈現漏鬥雲形態。它形成的基本條件是不穩定的大氣環境。濕空氣在強烈不穩定的環境中上升，有助於形成垂直運動的強烈對流。此外，強烈的風切是水龍卷形成的重要動力條件。在不穩定天氣條件下，以及近地面（海面）存在強風切時，上升氣流引起強烈發展的渦旋，進而形成水龍卷。
2017年，廣西北海出現水龍卷 來源：微報柳州
「龍吸水」多發生在冷空氣移到暖水面的夏季下午或傍晚，由於其多發生在非超級單體環境，大多比陸龍卷強度弱，持續時間短，偶爾與狂風暴雨、雷電冰雹、大浪等相生相伴。
從遠處看，水龍卷就像一條長長的象鼻。這條「象鼻」是怎麽形成的呢？
海水往往不會被吸入高空。我們看到的漏鬥雲或者「象鼻」主要是上升氣流中的水汽凝結形成的小水滴。水龍卷空氣旋轉的離心加速使得渦旋柱內部氣壓比周圍環境更低，導致渦旋柱附近的上升氣流比外部更早凝結出小水滴，即可見的漏鬥雲。隨著龍卷風發展加強，龍卷中心水汽開始凝結的高度會逐漸下降，從而形成可見的自雲底慢慢下伸至海面的漏鬥雲。類似陸地上龍卷風在近地面會有被卷起的沙塵或碎屑，水龍卷在海面附近往往夾雜被卷起的水沫。
變暖的氣候孕育出更多水龍卷
水龍卷在全球海面上都有可能出現，但某些區域由於特定的氣象和海洋條件，更容易出現水龍卷。美國佛羅裏達州南部的珊瑚群島位於墨西哥灣內，是世界上最容易發生水龍卷的海域之一。據記錄，這片海域每年出現的水龍卷達數百個。大西洋百慕大三角也經常發生水龍卷，增加了其神秘色彩。在中國南海西沙群島附近海域，夏秋季節也容易出現水龍卷。由於水龍卷往往出現在暖水面的積雨雲下，因此比較「青睞」中低緯度的海域。
在全球「沸騰」時代，海洋溫度不斷攀升並重新整理紀錄。基於長達173年的數據集來看，2015年至2022年是有記錄以來海洋最熱的8年。在此背景下，水龍卷會不會大規模「聚集」呢？
氣候變暖導致大氣中的能量和水汽增加，使得海表溫度升高，水汽蒸發加劇，為強對流天氣的發生提供了更多的水汽。這有利於積雨雲的形成和發展，進而可能促進水龍卷的生成。另外，全球暖化可能影響海洋環流，導致某些區域的海水溫度、鹽度等發生變化，這些變化也可能間接影響水龍卷的生成頻率和空間分布。
可見，氣候變暖加劇確實為海洋生成水龍卷提供了一定程度的有利條件，但水龍卷的形成是一個復雜的天氣過程，受多種因素的共同影響。
隨著全球氣候變暖加劇，一些研究顯示，水龍卷等極端天氣事件的發生頻率可能在增加，特別是在易發生台風或颶風的海區，以及聖嬰現象出現的年份，水龍卷的發生次數顯著增多。氣候變暖導致的極端天氣事件不僅頻率增加，其影響範圍也可能擴大，這會增加沿海地區和海上活動的風險。值得註意的是，水龍卷的強度可能也會相應增強，從而造成更嚴重的災害和損失，對海上交通和漁業活動構成巨大威脅。
「捉龍」尚難但未來可期
水龍卷的「脾氣」非常暴躁——內部風速有時可超過每小時200公裏，相當於動車的時速。水龍卷肆虐的瞬間能量十分驚人，它可以造成區域內船只翻覆，對海上航行影響極大。如果船只和人員不幸遭到水龍卷的正面襲擊，後果將是淪陷性的。
有沒有辦法預測水龍卷的出現呢？
這是一個世界性的科學難題。水龍卷的預報依賴對氣象要素的綜合監測、分析研判，包括低層垂直風切、水汽條件、不穩定能量、風暴相對螺旋度等環境參數。要追蹤水龍卷，首先需要收集這些氣象觀測資料。但海洋氣象觀測站點稀疏，獲取的觀測數據十分有限。
此外，相比台風、溫帶氣旋等，水龍卷的「個頭」實在太小——直徑一般在十幾米到上百米之間，生命周期也較短，一般為幾分鐘至半個小時，最長一般不超過1小時。這種尺度小、突發性和局地性強等特點，使其預報準確率和提前量嚴重受限。即使在科技發達的美國，龍卷風預警的平均提前量也不到20分鐘，並且準確率有限。
目前，基於現代氣象觀測技術和氣象科學理論的發展，可以對水龍卷的環境參數進行一定程度的預報預警。透過風雲氣象衛星和氣象雷達的加密監測，結合人工智慧演算法等技術手段，可以預判龍卷風的生成時間和區域。
龍卷風移動路徑一般為直線並呈現跳躍性前行特征，一會兒著地一會兒騰空，形狀垂直向下，當上空風力較大時順氣流方向適度傾斜，因此可根據傾斜方向來判斷其移動路徑。在水面上遇到龍卷風，船只、人員要盡量避免靠近，及時向龍卷風路徑垂直方向躲避。在陸地上，外出時若遇到龍卷風，要盡量遠離大樹、電線桿，千萬不要躲避到汽車裏，最好到低窪區域尋找密閉且狹小的空間藏身。身處室內時，務必遠離門窗與外墻，選擇與龍卷風方向相反的墻壁或小房間抱頭蹲下，及時切斷電源。最安全的地方莫過於混凝土建築的地下室。
記者：吳鵬
