世界上最大规模的龙卷风追踪行动

2007年5月4日，年轻的气象学家迈克·乌姆沙伊德开始跟踪俄克拉何马州北部的一场风暴。他目睹了雷达显示屏上的一个小点如何在短短15分钟内演变成一场猛烈的大雷雨。他后来回忆说：“雷雨来临的速度真是快得惊人!”这场风暴异常猛烈。持续时间长达6个半小时，产生了大约22个龙卷风。所幸，这场龙卷风席卷之处是一片空旷地带，人口稀少。

晚7时30分左右，乌姆沙伊德使用的预测预警龙卷风的软件程序描绘出—个势头越来越猛的龙卷风的多边形轨迹，此时它正转向北面，而往北不到32千米的地方有—个1450人的小镇——堪萨斯州的格林斯堡。乌姆沙伊德知道，这个小镇此时处于龙卷风袭击高风险区域内，哪怕早—分钟发出预警，都能大大减少那里的伤亡人数。他很快校对了计算机造成的预警文字，然后按下按钮，将警报发送了出去。

格林斯堡位于被称为“龙卷风巷子”的美国大平原上，生活在这里的人们早已习惯了暴风雨或龙卷风即将来临的警告，特别是在4月至6月龙卷风频发的高峰季节里。接到警报后，小镇人开始进行准备工作：给汽车油箱加满油，回家关好门窗，将宠物猫狗关进地下室里……分散在人口稀少大平原上的其他—些小镇的人们也和格林新堡人一样，做了大量类似的准备工作。不过，人们都无从知道即将袭来的龙卷风的威力究竟有多大。龙卷风预测的可靠性程度依然很低，平均预警时间只有13分钟，误报率却高达75％。在美国中部各州，每年春夏之交，都会遭受大约1000次强度不同的龙卷风袭击，当地居民往往依靠最后几分钟的预警消息找地方躲避起来。

直到15年前，人们对龙卷风预测所需的一些基本数据，如龙卷风的推进速度和形成结构等，还所知甚少。气象学家们几十年来进行了各种各样的尝试，利用仪器、气象气球、小型雷达系统等对龙卷风进行探测分析，但成功率仍然很低。龙卷风预测的复杂性在于：首先，龙卷风具有突发性和短暂性的特点，所以龙卷风预测往往需要与时间赛跑；其次，龙卷风是一种致命的极度端天气现象，接近和观察龙卷风的工作十分危险；第三，观测龙卷风需要一些固定的设备，如雷达系统等，为了获得清晰的观测图像和第一手的数据资料，观测设备必须在离暴风中心几千米之内，但在威力强大到足以掀翻房屋的龙卷风的袭击之下，观测设备也有被破坏甚至被席卷而去的危险。

在乌姆沙伊德值班的那个5月的夜晚，还有两位气象学家也在堪萨斯州各处巡查，他们拖着沉重的雷达和其他传感设备，跟踪观察瞬息变化的天气，希望能有机会与龙卷风“亲密接触”。他们就是世界最着名的龙卷风研究专家：约书亚·沃尔曼和霍华德·布卢斯坦。布卢斯坦还是一位充满热情的摄影师，痴迷于龙卷风不可思议的威力和壮观景象，沃尔曼则为未知的挑战所吸引。在龙卷风频发的季节里，两人和日益壮大的龙卷风跟踪团队一起，像15世纪的探险者那样，在辽阔的大地上锲而不舍地追逐着龙卷风的“脚步”。沃尔曼说：“15世纪探险的目标是寻找新大陆，而我们也在以自己的方式寻找‘新大陆’。”

他们追逐龙卷风，除了必要的天气条件之外，依靠的是沃尔曼的技术创新结晶——车载多普勒移动雷达。早在十多年前，沃尔曼就有了这样的想法：用功能强大、拥有快速扫描能力的大型雷达来发现和追逐诞生初期的龙卷风。在车载移动雷达的辅助下，沃尔曼和他的同事将追逐龙卷风所获得的数据资料积累起来，到2009年的龙卷风季节开始之初，他们已经建立起一个前所未有的庞大数据库，其中包括了141次龙卷风的详细数据资料。车载移动雷达拥有可以旋转的大型雷达天线反射镜，长达2.4米的天线不断向外发射雷达微波信号，由雨、冰雹、空中的碎屑，甚至昆虫反射回来的信号，显示出风暴活动的迹象、趋势和风速等信息。

当发现某处有“雷暴超晶胞”出现时，追逐龙卷风行动即刻展开。因为这些“雷暴超晶胞”通常会彼此接近并“成群结队”地移动，有可能最终酝酿成一场龙卷风。一旦发现某个“雷暴超晶胞”开始一分为二时，沃尔曼和布卢斯坦就会立即开始跟踪，因为他们知道这可能是龙卷风产生的前兆，尽管他们此时还不能肯定是否会形成一场龙卷风。

5月的清晨，天光渐渐褪去。沃尔曼发现雷达屏幕上靠近内布拉斯加州边界的地方，出现了一小块极不稳定的地区。这些变幻莫测的云块会不会积聚起足够的能量形成“雷暴超晶胞”呢?沃尔曼带领他的龙卷风追踪团队离开格林斯堡向北而去，当然他们有可能“受骗”，只能碰碰运气了。

此时，布卢斯坦已经在堪萨斯州南部等待了好几个小时，他在寻找龙卷风出现的视觉线索。向西南方向望去，他发现一场风暴正在逼近，有云墙，有侧翼线，北面还有降雨，看起来就像一个正在酝酿中的“雷暴超晶胞”。布卢斯坦带领他的两名研究生建立了一个临时观测点，安装在一辆卡车上的X波段多普勒雷达依靠便携式电池提供的电源，正在平稳地进行着扫描操作。令这位经验丰富的“龙卷风追踪者”吃惊的是，“雷暴超晶胞”开始连续产生一个又一个的龙卷风。“太美丽太壮观了!”布卢斯坦后来说，“彼时彼刻世间仿佛只剩下了你和龙卷风。在闪电的照耀下，你可以看到漏斗状的云团从天而降，直奔地面。”尽管电池快用完了，但雷达还是记录下了威势越来越猛的龙卷风产生的过程。布卢斯坦说：“这是我所见过的最可怕的龙卷风。”

晚9时36分，一大团旋转的气团以大约每小时40千米的速度向北推进，布卢斯坦和他的团队坐上卡车往回赶。15分钟后，他们“拦截”到的一个龙卷风沿着格林斯堡的一条主要大街横扫过去。像老鹰扑小鸡一样将整个小镇拔起并抓到天空，然后将撕裂的碎片抛回地面。在这次龙卷风袭击事件中，格林斯堡有11人死亡，60人受伤。这是自1999年以来威力最大的一次龙卷风，估计最高风速达到每小时330千米。格林斯堡小镇几乎被摧毁殆尽。

几分钟看，电台公布了这一毁灭性的龙卷风消息。开车回到诺曼后，布卢斯坦觉得心里非常难受，那么多人死亡，一个城镇被从地球上抹去。沃尔曼称他们的这次龙卷风预测失误为“彻底的失败”。

早在12岁时。爱好观察天气的沃尔曼就在费城郊区家里的后院建了一个小气象站一一个小木棚，里面放着温度计和湿度计。上高中时。他用暑期打工赚来的钱买了一套价值220美元的温度计和气压记录仪。长大后，沃尔曼成为一名雷达专家，但现在他已将他的研究重点从雷达网络系统转到了“风暴追逐”技术领域，一个将由他和他的团队带来革命性变化的领域。

沃尔曼第一次构思车载多普勒移动雷达是在1993年，当时他遇到了来自一些同事的怀疑和阻力。他回忆道，“他们说‘这根本行不通，你无法将一个庞大的雷达带到现场，你无法一边驾驶一边操作雷达。

你的电脑系统会崩溃’。此外，还有各种各样的困难，包括技术上的和后勤上的。”美国大气研究中心也不同意他的想法。

沃尔曼并没有因此泄气。一位资深科学家曾这样评论沃尔曼：“他是这样一种人。如果有了一个设想，并不会为没钱买这样那样的设备而担心，他会去求、会去借，甚至会去‘偷’——无论用什么方法，一切困难都阻止不了他的决心。”沃尔曼利用研究中心废弃的设备和军事部门多余的“垃圾”，在短短4个月里就拼凑出了一台雷达车样车。

1995年，在被命名为“旋涡”的龙卷风跟踪大型气象调查项目的最后几天里，沃尔曼和他同为气象学家的妻子，以及另一名气象学家一起，操纵着车载雷达，接近以每小时274千米旋转的龙卷风外圈，拍摄到龙卷风三维图像。虽然大气研究中心的安装在飞机上的雷达“埃尔多拉”也能获得一些重要数据，但因运作成本昂贵，很少使用。所以，在过去的十多年里，沃尔曼的移动雷达车一直是唯一的、最大的龙卷风数据来源，包括1999年拍摄到的有史以来最强大的龙卷风：风速达每小时484千米。

在成功的鼓舞下，沃尔曼建立了“灾害性天气研究中心”，旨在探测龙卷风究竟能产生多么巨大的能量，并对龙卷风进行预测，这些都是灾害学研究中最大也最紧迫的挑战。气象专家们坚持不懈地对实地观察和计算机模拟的结果进行剖析，希望能找出与龙卷风诞生有关的关键性变量。

2008年。美国死于龙卷风灾害的人数达到125人，为10年中最高。2009年5月。包括布卢斯坦和沃尔曼在内的约80名大气科学家集聚一堂，准备投入一切力量攻克龙卷风预测难题。

这是迄今为止美国最雄心勃勃、规模最大的龙卷风研究计划，该计划被命名为“旋涡2”，由美国国家科学基金会和美国国家海洋和大气管理局提供研究资金，预算高达700万美元，延续时间为两个春季。投入该计划的车辆多达40辆，用于装载移动雷达、气象气球发射装置、雨滴测量器等，其中有10辆组成了一个可移动的临时自动化气象站网。在龙卷风即将到来或到来时，工作人员将快速部署好36个探测器及装在三脚架上的各种仪器，同时启用配备了风速计的探测器记录雷达观测范围之外的地面风速等信息。

与此同时，曾领导了上一次“旋涡”计划的着名气象学家埃里克·拉斯穆森将利用无人驾驶飞机在不同高度记录温度和相对湿度，而其他研究人员则将龙卷风诞生和席卷的过程拍摄下来，以便日后进行分析。如果有龙卷风袭击城镇，一个调查小组将赶赴现场收集有关数据资料。

一旦完成对“旋涡2，”龙卷风追踪计划的数据分析，气象学家或许就能最终揭开龙卷风的神秘面纱，并回答以下问题：为什么一些风暴会产生威力巨大的龙卷风。而另一些风暴则只产生一些规模较小的龙卷风?是什么原因令龙卷风威力大增，又是什么原因令龙卷风渐渐止息……

科学家希望当下一次龙卷风到来时，人们不再像以往那样感到仿徨无措。沃尔曼说，如果能在龙卷风到来前一小时发出可靠的预警消息，对于龙卷风灾害频繁的美国中西部的众多家庭来说，无疑是一个“巨大的成功”。