2005年6月10日——中国东北强对流爆发

      2005年6月10日，北半球中高纬度地区500hpa环流震荡显著，大西洋中部脊在上游槽底暖平流北进的背景下加强发展，中心位势高度加强其北端伸至70°N以北并促使极涡变为偏心型分布，极涡中心位于格陵兰岛北部。大西洋中部脊的发展除了促使极涡转为偏心型分布外，其作为一个频散源同时向下游频散能量；300hpa波通量显示大西洋中部脊向下游频散能量至贝湖以西的脊位，对应500hpa位势高度图上引起脊位加深。我国东北－俄罗斯远东区域为一宽广的位势负距平区域控制，而东北冷涡中心位于贝加尔湖以东。在6月10号之前的几天，稳定在500hpa高空的东北冷涡已经连续多天导致我国东北地区出现强雷雨天气，千百年来，雷雨三过晌等流传下来谚语很好的形容了东北冷涡控制下的天气特征；尽管现在大多数人对作为这一带的常客的东北冷涡仍然感到陌生。

    显然，与晴朗的天空大相径庭的是暗流涌动的高空环流形势，500hpa层面上，高空冷涡分裂短波槽东移，同时与短波槽相伴的中层急流又提供了较强的垂直风切变；200hpa层面上存在高空辐散，我国东北上空为涡度正距平区域且存在低层辐合高层辐散特征，有利于强垂直上升运动的发展。850hpa层面上，850hpa低空急流与850hpa低层切变线相伴并移动到切变线前端，低空急流区域位于蒙古－我国吉林地区，朝阳地区位于低空急流前段，存在明显的气旋性切变和湿斜压梯度。10日午后朝阳地区处于槽底，ERA5再分析结果显示：6月10日在赤峰-朝阳-敖汉旗交界区附近存在一个近地面暖中心，伴有露点低值区并与其东部形成明显的温度露点差，表明该地区存在露点锋，露点锋上空存在暖干盖，起到了储存不稳定能量的作用；辽宁-黑龙江南部为cape（对流有效位能）大值区，其中辽宁西部的部分地区在午后cape跃增到2000j/kg以上，一切有利于强对流天气发展的条件已经准备就绪，此时只是尚缺少作为触发的冷锋，针对明显的强对流天气发生发展形势，朝阳市气象局分别于当天早晨5点和上午11点制作并发布了全区24h内有阵雨或雷雨的预报。

      时间来到午后，蓄力已久大气火药桶终于等来了它的火花。在槽后西北气流的引导下，地面冷锋逐渐从内蒙古进入到辽宁境内，南下的冷锋与内蒙古-辽宁交界处的地面干线碰撞后迅速产生了强烈的上升气流。使在干线附近徘徊已久的积云开始了爆炸性发展……对流单体生成后在700hpa气流的引导下向东偏南的方向移动，在良好的大气环境的催化下不多时就发展到一定高度，从远处看，蓝天下的巨大积雨云团十分壮观，然而在阴暗的云底下，大而稀疏的雨滴夹杂着冰雹开始降落到地面；强雷雨云团仍然在继续发展。在卫星云图上，部分风暴云砧的上风向区域开始呈现出一种光滑的平整圆弧型；而下风向区域，云砧则随着高空风延伸出数十千米远；这是对流单体高度组织化的象征。伴随着对流单体的加强，云底的天气现象也愈发剧烈。6月10日14时57分，朝阳市测雨雷达观测到了位于朝阳市西部的强雷雨回波；针对迅速发展的强对流云团，朝阳市气象局于在6月10日14点就已经发布强雷雨预警，提示未来3小时内朝阳市全区将会有强雷雨天气出现。下午三点左右，空气湿度达到60％，气温上升到接近29℃，风力达到4级左右；这时，朝阳市市区居民看到南方的天空中出现了一座“大山”，“山”上有亭子，有树，这是一场海市蜃楼奇景，大概持续了20分钟左右。海市蜃楼结束后大部分的目击者仍惊讶于刚刚看到的景象，却只有很少一部分人注意到天空中逐渐增多增厚的云团，此时这排发源于辽宁-内蒙古交界的雷雨云团早已发展的成熟高大，辽宁西部逐渐被这条雷暴带的云砧所覆盖。其中又属靠近最南端的积雨云发展的最强大，此刻在靠近最南端的这团积雨云的下方，一处低云附近的乱云如同开水般翻腾，而在它的右侧有一条向低云移动的云带，这预示着风暴中最为强大的能量已经蓄势待发。

    七星扎兰营子村地处乌兰河硕蒙古族乡北部，东西两侧是小山，而南北侧则存在相对平坦的高坡。该村是当地的少数民族聚集村之一，在2005年，这是个仅有89户人家居住的小村庄，6月10日当天，人们忙碌于各种农活中，一些人在节日到来前来到亲人家做客。尽管一部分村民或许接收到了雷雨预警信息，但毕竟这样的天气几乎每年夏季都会经历，人们对此不以为然……下午3点40左右，天空中浓厚的云团致使光线愈发阴暗，随后呈不规则状的巨大冰雹开始降落，突然变得非常恶劣的天气迫使多数在外面干农活的人结束操作回到屋子里，尽管当地相关部门已提前进行了消雹作业，但并没有起到什么作用。此时乱流围绕的低云已经移动到村庄西北方几公里的地方，在一片略有起伏的小丘上空，一股漏斗开始从云底逐渐向地面降落。它或许已在半空中盘旋已久，只是此时恰好碰到了相对适合接地的地形。漏斗到达地面后开始迅速加粗，瞬间地面尘土飞扬，如同飞机低空飞行般的轰鸣声开始向远方传播，村庄内，大牲畜和家禽表现出与平常完全不同的狂躁一面，这是近地面气压猛烈下降导致的结果……尽管没有任何影像资料记录下这场龙卷的本体，但些许存留下来的信息仍然向我们透露了一些要素，我们可以知晓这是一个高度可见的龙卷，形态很可能与1987年7月31日东北历史级龙卷爆发中的某些强龙卷相似，而接下来，它也将要用它的破坏向我们展示它的实力，事实证明，它的实力完全不输那场历史级大爆发里的强大龙卷。

     受制于当天的大气环境，龙卷风的移速仅有10mph左右，但缓慢的移速恰恰增加了龙卷风的破坏时间，这已经足够让它做出在中国龙卷里最强大的破坏之一，龙卷风接地后快速加强，形成后不久就已经可以在地面上造成卫星可见强烈冲刷，在七星扎兰营子村内，一些村民被巨大但不明所以的轰鸣声吸引出屋子，随之映入他们眼帘的是一个巨大的，顶天立地如同烟囱般的灰黑色龙卷风柱，龙卷风柱以自西北向东南的移向径直冲向七星扎兰营子村，看到它的人无不惊恐难以置信却又无能为力。龙卷风在进入七星扎兰营子村前扭断了大量的树木。随着它逐渐深入村庄，龙卷风的暴行开始陡然增加。

    七星扎兰营子村内，大量由厚重砖块建造的房屋被龙卷风完全吹倒，部分钢筋混凝土结构的柱梁被扭断。在大量的碎屑和风力的作用下，道路旁和村庄内的许多杨树被完全去枝剥皮。一些大型硬木只留下主干甚至也被大面积剥皮，一些农户家的畜力车和农用车被高高卷起扔到了150米以外并摔得粉碎，其中部分车辆整个车体被拆卸后又被包裹上泥浆扔到田地上。在部分田地上，农作物几乎被完全拔起来带走，仅留下裸露的棕色土地。一个农户家的水井靠近地面三层的水泥项圈被龙卷风卷起带走。一户农户家的房屋房顶被掀起，一辆不知道被从哪里扔来的大型农用三轮车撞在了尚未倒塌的墙面上，车体明显变形。墙面由于强烈的地面冲刷的缘故被涂满了泥土

     风灾中，一个10来岁的女童去关被风刮开的门，结果被龙卷风从屋子里吸出10多米重重摔在院子中央，随后房屋被刮倒，其爷爷奶奶不幸遇难。村民刘某的叔叔家里共有5人，儿媳妇和刚刚出生35天的孙子遭遇了不幸。而当冰雹和龙卷风袭击村庄时，他的叔叔婶婶和他们的儿子正在给大牛接生，幸免一死。但3人还是都不同程度地受了伤。

    龙卷风在村庄内肆虐的过程中，农用车，树木，牲畜被卷起来满天飞舞，一辆拖车（或农用车）被龙卷风扔出数十米后砸穿了一户农户家的房子，北方的建筑物由于考虑保暖效果，因此墙体往往相当厚实，但飞速移动的物体仍然将其轻易击穿。在村庄内肆虐5分钟以后，龙卷风逐渐移出了村庄，在该村的东南部，一个至少一吨以上的变压器连同电线杆一起被拔出并被扔到了200多米远以外的田地里，也是在这附近，龙卷风留下了国内龙卷风里最不寻常的破坏之一——一条大致呈东西走向的沥青路被掀起一条长10米宽1.5米长的创面。周围的树木被完全剥去树枝。这让的沥青破坏是由龙卷风本身风力导致的可信度大大增加。

    龙卷风在七星扎兰营子村内留下了300多米宽，长约2km左右的破坏带，在破坏带内，房屋完全被龙卷风刮倒。田地中的农作物被拔走，村民们从灾难中回过神来，此时的村庄早已不是他们曾经熟悉的村庄，龙卷风导致的强烈地面冲刷使大量泥土涂抹在未倒塌建筑物上，配和裸露的棕色土壤使得灾后的村庄呈现出某些大平原强大龙卷风过后的场景，龙卷风袭击七星扎兰营子村后继续向东南方移动，在开阔的田地上，它继续造成在卫星上都明显可见的冲刷，此处大量农作物被龙卷风拔起来带走，最终，它在离开村庄不久后终于消散，受制于地形和环境的原因，龙卷风仅仅走了6km左右，存活了20分钟，尽管在事后这场龙卷风被评为F3级，但是大量的破坏照表明这无疑是一个具有violent强度的龙卷风，龙卷风的一些破坏甚至接近F5级（龙卷风本身也应该具有至少中等EF4的强度），尽管较慢的移速或许导致其破坏存在一些“水分”，但毫无疑问，这仍然是国内有记录以来最猛烈的龙卷风之一

     龙卷风一共导致39人重伤，9人遇难。对于这个当时仅有300余口人的小村庄来说，足以称得上是毁灭性的打击。悲痛瞬间就淹没了整个村庄，随之而来的持续两个小时的暴雨又将这一氛围迅速放大。然而，在更北方的黑龙江沙兰镇，另一场毁灭性的灾难仅仅才结束两个小时左右，如果说袭击七星扎兰营子村的龙卷风是天灾，那么袭击沙兰镇的这一场就是天灾和人祸的结合……

2.2005年6月10日黑龙江沙兰镇暴洪

      在辽宁朝阳乌兰河硕蒙古族乡遭受强大龙卷袭击的2个多小时前，13点45分左右，黑龙江宁安市沙兰镇，一位姓赵的老太匆匆赶到的沙兰镇中心小学并带走了她的两个孙女，此时的校园内外还是一如既往的平静，而赵老太临走前的大声警告却受到了轻视，毕竟没有人想到，这所建立在全镇最低点紧靠扎兰河拐弯处的小学将会在半小时以后迎来一场毁灭性的灾难，梦魇，往往都是在意想不到情况下到来。

     2005年6月10日，黑龙江东南部地区位于500hpa高空槽前，槽前正涡度平流输送对低层的降压作用，构成了这一带上空的天气尺度上升运动，与之伴随500hpa层面风速与朝阳龙卷发生区域相比较弱。300hpa层面上，黑龙江南部位于高空急流辐散区，低层辐合高层辐散的环流配置，使得垂直上升运动维持和加强。850hpa存在显著切变线，地面上，东北冷涡东南侧的黑龙江中部境内存在一个气旋式环流，地面冷锋和次级环流的共同抬升作用促成了中尺度对流系统的发生。早在上午10日，强降水云团便沿着张广才岭的背风坡区域开始发展，根据ERA5再分析结果显示（反演可能和实际情况存在出入）：在张广才岭背风坡靠近宁安市的一侧存在风向辐合，同时地面-850hpa存在一条沿着张广才岭和老爷岭、呈U型分布的显著湿区，对应该地区存在低层水汽通量散度负值区。张广才岭背风坡靠近宁安市一侧海拔高度在1000米左右，较高的海拔和周围的地形导致在背风坡一侧形成局地小尺度的气旋性环流，进一步加大了垂直上升运动。同时山的前低层显著湿区降低了抬升凝结高度后使对流更容易被触发，700hpa层面上，暴雨开始发生发展的11时左右宁安市上空存在一定的干区，这进一步加强了上空的层结不稳定性。在不算强的垂直风切变、较大的不稳定能量和充沛的低层水汽背景下，风暴触发后和小尺度气旋性环流结合迅速发展并导致极端强降水，在沙兰镇上游的西沟村，暴雨早在中午11点20分就已经开始，直至下午15:30左右结束，历时4小时10分钟，相对较弱的引导层气流使得降水云团停滞时间较长，在强降水过程中，沙兰镇上游的几个村庄皆在短时间内观测到50mm的强降水，在王家屯和和盛屯，一小时内的强降水分别达到115mm和120mm， 对于该地区而言，无论是115mm/h还是120mm/h的强降水无疑都代表了当地短时强降水的最高水平。

    显然，对这片地区而言，这场暴雨无疑是有点太极端了，而事后研究也表明：这场暴雨是该地区200年一遇的级别 ，在沙兰镇上游的和盛屯有一座小型水库，建于20世纪60年代，由于没有经过正规的维修且防洪标准低，因此属于病库危坝。在当地一小时74mm的强降水下，和盛水库水位急涨。和盛屯干部见势不妙，迅速打电话通知沙兰镇相关干部，让地势低洼的沙兰镇早做准备。和胜村距离沙兰镇有20公里，理论上，考虑到洪水移动的时间，这样的距离完全支持人们在洪水到来之前逃生，不巧的是，此过程最大的降水区也正好位于沙兰镇上游、和盛水库下游的区域，在沙兰镇上游的暴雨区，雨量从上游向下游递增，与洪水传播方向相同，使洪峰流量在向下游传播过程中不断增高。更不幸的是，由于当天是星期五，次日6月11日是端午节，在6月10日当天镇干部已经提前放假导致无人接听电话。或许悲剧早已经注定，最终，灾难就这么逐渐沿着窄小的河道涌向沙兰镇

      在沙兰镇内，河道两侧分布的民房、学校等建筑物明显占据了沙兰河的行洪区，导致此处河道宽度仅有50米，同时沙兰河两岸坡地的土壤侵蚀程度相当严重，经暴雨冲刷后，大量泥沙顺坡汇人沙兰河主河道，使得大量泥沙在河道内淤积，加剧了洪水越堤外泄……14：15分，灾难性的洪水抵达了沙兰镇，仅半个小时内，位于沙兰镇中心小学下游20米的中心桥的水位就已经涨到了仅距桥面20cm处…由于昔日里居民倾倒垃圾和上游冲下来的杂物导致的阻塞，致使桥梁的下泄能力严重受限，此时的桥梁已经悄然成为了致灾因素之一。显然，如此不堪的泄洪条件面对这场事后调查流量达每秒850立方米的洪水是有些无能为力。此时洪水分为两股，一股在学校前面蔓延进操场，另一股更加汹涌的从学校后面的高坡携带着黄泥直冲下来， 仅有两层砖厚的围墙在后山暴涨而入洪水面前显然是没有任何阻拦能力。

     洪水快速涌进了教室里，正在上课的352名学生和31名教师就这样被浸泡在了黑色的洪水中。片刻之后，教室内尖叫声和哭声四起。恐惧、震惊、惊慌…一切人类遇到自然灾害后所表现出的表情此时都出现在了教室里每个人的脸上。部分人在此刻终于明白原来之前他们半个小时前听到的，但被轻视的警告是真的，可他们不知道的是那竟已是当天第四个被忽视的警告……紧迫的形势早已容不得他们细想，老师们迅速投入到保护学生的队伍中，四年级一班的绝大多数学生在老师的指导下得以幸存，而五年级二班的学生们早在洪水开始不久就在老师和一些及时赶到的家长的带领下通过天棚转移到屋顶上，这使该班级成为了灾害中死亡人数最少的班级之一。然而，面对快速增长的水位，并不是每个人都能被幸运女神这般眷顾，爆发性的洪水不断涌入教室内，仅在15分钟内教室内水位便增长到2.2米，一些学生打破学校的玻璃跳窗逃生，瞬间就有7个人被洪水冲走下落不明。沙兰镇中心小学里严重的伤亡普遍发生在低年级，一年级的52名学生几乎没有几个人在灾难中生还，而在学校外面，人们想实施救援却无奈伸展不开拳脚，此时的救援仅能靠学校内十几个人微弱的力量艰难地进行。

     15:00左右，原本外出执行任务当地派出所警员相继赶回来救人，15:05当地军警投入救援。15:30分左右，第一个被搜救出来的孩子由家长抱进镇卫生院，满身是泥，摸上去冰凉，已经没气了，接下来直至次日凌晨，沙兰镇卫生院内哀嚎声不断，几十名孩子的家长不愿意接受自己孩子已经死亡的事实，不断恳求医生对他们的孩子进行抢救。11日凌晨3时，2000余名牡丹江市官兵、机关干部和医护人员，在黑夜中以强行军的速度赶到灾区。在随后的搜救过程中，一直有孩子的尸体被找到。难以形容的悲痛席卷了整个沙兰镇，在洪水退散后的一些低年级教室内的墙壁上，一些触目惊心的手掌印向人们诉说着那些低年级的孩子们临死之前的绝望和痛苦

  事后调查发现：05.610沙兰镇洪水总共造成117人死亡，其中学生死亡105 人。在沙兰镇洪水过后，一些人因此背井离乡致使当地人口出现明显下降……这是一场冥冥之中已经注定的灾难，它诞生于天灾与人祸的机缘巧合之下。这也是一场历史级的灾害，它也是我国进入新世纪以来造成学生死亡人数最多的气象灾害之一。

‍    大气系统永不因为人类的悲剧而停滞其前进的步伐。6月10日晚18-22时，受冷涡南侧发展成熟的MCS（中尺度对流系统）中的超级单体风暴影响，吉林省南部遭受大冰雹、短时强降雨和雷雨大风袭击。当天晚上吉林南部部分地区受两个超级单体风暴影响，吉林市郊区最大冰雹直径达到7cm，在吉林省永吉县，冰雹落地13小时后直径仍然有1cm，该县的一栋桥梁被洪水冲垮，在部分地区，积雹深度甚至达到1米以上。受风暴影响的区域皆出现了相当严重的灾情

      2005年6月 11日正值端午节，东北冷涡仍然盘踞在我国北方的高空，在这天中午前后，辽宁省沈阳市也遭受了一股弱龙卷袭击，昨天同一天内连续爆发的两场灾难使这两座东北小城迅速成为了全国关注的焦点，从6月10日晚上到6月11日凌晨，一股股救援力量赶赴辽宁省朝阳市乌兰河硕蒙古族乡和黑龙江宁安市沙兰镇，使当地的灾民在短时间内得到了大量的援助。在乌兰河硕蒙古族乡的受灾村庄，当地zf在6月11日端午节当天给受灾村民送来了粽子和鸭蛋。而在更北方的黑龙江沙兰镇，救援行动也早已经展开，尽管如此，受灾群众的心理创伤却仍需要长久的时间来治愈。

     2005年6月10日的强对流爆发是我国新世纪以来造成经济损失最大、导致死亡人数最多的强对流爆发之一。无论是该过程中所降下的龙卷的强度还是导致洪水灾害的短时强降水的特性在我国的强对流天气史中都是罕见的。在气象科技迅速发展的今天，更先进的监测手段使强对流天气短临预警的准确度越来越高，希望类似于这样的悲剧在未来不要再度上演。

后记：关于文中龙卷风的沥青路破坏和路径的认定

    朝阳龙卷风的沥青路破坏记录最早见于《2005年中国气象灾害年鉴》一书，随后其沥青路破坏的记载便一直引起气象爱好者们的关注。笔者通过最近发现的照片浅谈下自己的看法，根据当时太阳位置，图片里人的影子分布特征和道路走向以及对龙卷风移动方向的认定，可以判定道路为东西走向，对七星扎兰营子村附近地形调查后发现其南北向相对比较平坦，这与图片中的景象对应性比较好，根据七星扎兰营子村内道路分布和龙卷风移动方向判断，该沥青破坏大概位于村东偏南的东-西走向的道路上，本文中除了沥青破坏的认定外，关于龙卷风路径认定也是凭借上述方法。的当然受制于资料稀缺的原因，实际情况与笔者推测或存在出入，以上仅代表笔者个人观点

参考资料：

[1]郑娇恒,崔莲,纪英瑛.一次降雹天气过程分析及对人工防雹的几点建议[J].吉林气象,2005(03):19-24.

[2]霍星远,刘鹏飞,尹洪涛,谢华光.辽宁省朝阳县2005年6月10日龙卷风天气过程分析[J].安徽农业科学,2008(04):1514-1515+1518.

[3]刘大海.沙兰镇2005年6月10日洪水调查分析[J].黑龙江水利科技,2014,42(11):32-34.

[4]刘自武,吴冬平.浅谈山洪风险管理——“6.10沙兰镇山洪灾害”的反思[C]//中国水利学会.中国水利学会2005学术年会论文集——水旱灾害风险管理.中国水利水电出版社,2005:67-73.

[5]刘宁微,马雁军,刘晓梅,戴萍.辽宁省“05-6”龙卷风过程的诊断与数值模拟[J].自然灾害学报,2007(05):84-90.

[6]甘泉.夺命山洪突袭沙兰[J].中国减灾,2005(07):14-15.

[7]2005年的那场龙卷风（来源美篇）

[8]黑龙江洪灾:来不及撤退的“盆底”小学

[9]闷雷响过大风突起 百年不遇龙卷风袭朝阳