建立一套龍捲風預警系統成本有多高？美國的龍捲風預警是怎麼做的？

11-27

看龍捲風能預警嗎？這個問題里提到：

中國沒有龍捲風預警，因為龍捲風在我國屬於少見現象，災害性龍捲風一年平均十幾次。而如果要實現預警的話，需要投入大量的監測系統建設。

想知道到底需要哪些監測設備？需要多少人員投入？最後成本是多少？能得到多少回報？以及美國的龍捲風預警是怎麼做的？

布很多多普勒雷達，加上手機簡訊網路進行即時預警。單做龍捲風預警回報應該不大，畢竟中國龍捲風出現的幾率太少，為這個買那麼多多普勒雷達不划算，也沒那麼多錢。

光說預警的話，把各種天氣預警放到一起，比如寒潮預警，颱風預警，暴雨洪水預警，社會效益還是很大的。跟預警相對應的是應對措施，這個可以跟預警信息一起發送。

曾經在美國俄克拉荷馬大學（University of Oklahoma）氣象系就讀。Oklahoma有著全美最好的氣象學院（School of Meteorology, University of Oklahoma，和災害性天氣預報中心（Storm Prediction Center, SPC），以及國家氣象中心（National Weather Center）也在這裡，因此我有幸一觀高水平的天氣預報。成本我不知道，所以前半部分我沒法回答。但是後半部分的問題，可以粗略地用我自己的觀察來介紹一下。以下來自於我寫在另一個問題下的答案：內陸地區會發生龍捲風嗎？龍捲風的高發地區可以預測出來嗎？ - 劉璟的回答

龍捲風形成和消散的速度都比較快，所以衛星是不夠用的，基本上預測主要靠雷達，然後人眼作為補充。當雷達回波強度大到一定程度(60dB左右，也即對流很強)、又因為某種擾動而讓對流氣團有了角動量，就會開始旋轉。因此如果在雷達回波圖上同時發現高強度回波和明顯風速切變，就要做好龍捲的準備了。

美國的氣象事業發展得比較早，政府投入也比較多，因此雷達基本上能覆蓋所有的內陸地區（有興趣的親可以搜一下「Radar Scope」這個應用，在iOS和Android還有OSX平台上都有收費版，OU的氣象系師生基本上人手一個，很多普通民眾也有下載。可以看到上面的雷達範圍基本上能達到全覆蓋。）。

除了地面雷達之外，Oklahoma的氣象部門還有不少車載雷達（精度更高但覆蓋面積比較小），每當發現有龍捲風可能性時，這些雷達車會開去可能形成龍捲風的區域，進行現場實時觀測，並傳回數據以修正短時預報中的龍捲風路徑預測。

其實龍捲的預測也要依靠傳統氣象站的觀測。通過傳統氣象站網路，可以得到大尺度（比如全國範圍）的天氣形勢（比如預報中聽到的「槽」「脊」「xx高壓」「xx低壓」），然後大致估計出強對流天氣可能會發生的時間範圍（一般是預測到幾天或一周之後）。然後通過釋放探空氣球，測量風速和溫度等觀測量的垂直廓線（就是這些物理量的垂直變化），然後根據風切變等計算出一些參數，然後根據這些參數來預測一天甚至當天的強對流/龍捲的可能性。

具體這些參數都有些啥我不知道，我不是學災害預報方向的，求大神補充。。但非常重要的一個參數叫做「convective available potential energy, CAPE，中文大約是對流可用潛能(?)」，如果對流可用潛能比較大，一旦出現強對流天氣，破壞性就會很強，比如網球大的冰雹甚至龍捲風——當然，對流可用潛能很大的時候，也偶爾不會出現強對流天氣（可能是空氣太平穩，缺乏擾動），那麼這一天就是很濕熱但什麼也不會發生。氣象系的學霸們在龍捲風季節有時打招呼就是「嘿你好啊今天CAPE很大誒」。。。。

當CAPE很大、風切變明顯、大尺度預報也證明有降水雲團來襲，基本上提前一天就會發布「tornado watch，龍捲風預警」了，提醒民眾在相應時段內（一般是一天中的幾小時範圍）避免外出，小心龍捲風。

然後當天會有一堆從OU氣象系、各地氣象部門出發的雷達車，趕赴雲團所在地，進行實地追蹤觀測（這些人被稱作storm chaser，風暴追逐者，有時能開出去七八個小時遠的地方，這種觀測是有危險的，所以真的很佩服他們的敬業精神）。

雷達數據加上實地觀測，就可以得出大約20分鐘之後的比較準確的龍捲風預報路徑，氣象部門會在高回波及預測路徑上的附近地區(大約20分鐘車程以內)發布"tornado warning，龍捲風警報"，聽到龍捲風警報，所有人必須立即躲到鋼混建築的一樓，最好是地下室，或者家中自己挖的風暴庇護坑(storm shelter，是個鐵做的小集裝箱類似物，可以容納三五個人，一般埋在家中車庫的地下並用栓子跟地基一起固定住，然後扣上頂蓋並栓好），實在沒有上述條件的，就盡量躲在家中廁所的角落裡而且避開會掉落的東西，開車的就緊靠橋墩下面停車躲避。

至於準確程度，其實並不是每個「龍捲風警報」都有高破壞性龍捲風出現。一來是可能能量不夠（比如降溫太快），二來是可能刮過一段路之後遇到不均勻下墊面（比如城市的高高低低的樓）於是能量耗完了，三來可能是龍捲風在天空中開始轉啊轉結果角動量不夠於是沒有繼續往下轉到地面上（氣象部門稱之touch down，觸地），所以並不是每個龍捲風都能拔樹倒屋。

但是，基本上只要發了「龍捲風警報」，那冰雹和雷暴雨是少不了的，冰雹小的如黃豆，大的如網球（所以Oklahoma的房屋保險和汽車保險中的天氣險相對比較貴）。

其實成本可大可小，大的話肯定是更新雷達，安置高時空解析度的氣象雷達，這在現階段，可能暫時沒法滿足，因為不光是龍捲，全國各地都有其他小尺度的天氣系統會造成氣象災害，要上大家都要上，目前還做不到。但說小了其實我們可以另闢蹊徑，國外有類似氣象災害民間協同發布的平台，不僅是龍捲風，包括別的氣象災害，中國我們常用的天氣app，其實也有類似的功能，那就是實景，所以我們可以嘗試藉助實景平台結合定位服務，當氣象災害發生時，每個人都可以通過圖片和文字的形式向周圍的人發警報，當同類型警報超過一定數量時，附近的人可以通過推送收到。當然，這也有個問題，警報若不審查，容易因誤發造成恐慌，若審查，就容易耽誤時間；另外，對多大範圍進行推送，氣象部門如何和之類的公司合作，還有待各方面的溝通完善進步。
另外進一步加強氣象科普，提升百姓的自然災害識別自救能力是當務之急，說一句有些風涼的話，自然災害總是有他的突然性，即使預警提前量充足也難以保證你萬無一失，官方的科普工作覆蓋面有限，通過網路媒體等資源自學災害識別和自救方式才是必要的，關鍵時刻，你心裡有譜，至少不會因迷茫無助導致你驚慌失措或是絕望。

很難估計單預測龍捲風一個現象要花多少錢，因為氣象基礎設施，聯接為一個整體後，對主要天氣、氣候現象都有監控、預測能力。地面的每一個氣象站、每個氣象雷達、每一顆氣象衛星（還有部分NASA的天文觀測衛星）都可以說是龍捲風預警系統的一部分。
以美國為例：
「For one thing, it』s hard to draw clear lines between climate and weather
research and to remove all sources of overlap from the comparison. For
instance, research into El Nino events, which have a big impact on
localized weather, could be categorized as either "climate" or
"weather."」

「To improve severe weather warnings, including tornadoes, the weather
service plans to install a sophisticated radar, called multi-function
phased radar, across the nation by 2020. By that year, the life
expectancy of current radar systems will come to an end.」
「

Bridenstine』s office provided us with support for his claim. For the
climate change figure, they used Obama』s fiscal year 2014 request for $2.7 billion for the U.S. Global Change Research Program, which cuts across 13 federal agencies.

For the weather-forecasting figure, they used $81.6 million for weather and air chemistry research under the National Oceanic and Atmospheric Administration, the parent agency of the National Weather Service. Comparing these two figures works out to a 33-to-1 ratio, in line with what Bridenstine said.

「Obama』s National Weather Service budget request for 2014
was $1.05 billion, split about 90 percent for operations and research
and 10 percent for construction and acquisition. That means the ratio
between climate research and "forecasting and warning" would be about
2.7 to 1」

」

謝邀，國內還沒有龍捲風預警，我們正在做一整套的預警機制，2017年目標考核之一，國內龍捲風一般持續就幾分鐘，美國西部龍捲風會持續十幾分鐘甚至幾十分鐘，所以美國預警模式不能照搬。

說一下正在做的機制，就是根據雷達圖速度對，設定閥值（譬如50dbz），發龍捲風預警，還有做一套防禦指引，就這樣，明年佛山應該能看到了

感謝邀請，學藝不精，對龍捲也是近期才接觸，給個網上找的龍捲臨近預報PPT的鏈接，大家可以看看。
鏈接：http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthreadtid=5116
關於這次阜寧龍捲，沒記錯的話，江蘇省在一兩個小時前有發出預警。

我是氣象新人，就簡單談下我對本次阜寧龍捲的一些個人想法。我國龍捲發生頻次相對美國要低得多，所以大家對龍捲的警惕不是很強；其次，觀測網不密集，對龍捲風這種空間尺度小、隨機性強且移動速度快的天氣系統的預報造成一定的困難，龍捲風以及夏季多發的強對流天氣是天氣預報的難點，觀測設備確實貴。本次龍捲造成危害損失嚴重，根據新聞報道，受災嚴重的地區年輕人多外出工作，剩餘的人群多為老人和孩童，他們對氣象部分發布的天氣預警信息（天氣APP或氣象服務簡訊等）可能接收不及時或重視度不夠（當然這與氣象防災減災科普宣傳也有關）。

謝邀。我還是氣象專業在讀學生，沒有在氣象局的工作經驗，因此成本方面我不是很了解。美國的預警系統應該是在龍捲風事件的高發區域建立非常密集的天氣雷達觀測網，靠雷達回波做短臨預警。

文里說：而如果要實現預警的話，需要投入大量的監測系統建設。
確實是這樣，預警這種事如同大炮打蚊子，成本太高收效不大，與其預警，不如做高建築安全等級，猶其是災害易發區。

美國除了大量官方檢測站和完善的報警體系外，還有大量追風人在近距離追蹤和觀察龍捲風，一旦發現龍捲風，會向官方通報龍捲風的落點，風向，規模和變化，對龍捲風的預報的及時性有很大的作用

我對這個完全不懂邀請我我怎麼回答啊？

初中三年級時候，一個夏天午後，悶熱得很，灰濛濛的雲布滿天空，然後就是一直轟隆隆的雷聲，聲音沉悶，連續。當時沒在意，就約了幾個同學去郊外玩兒。

後來起風了，也下雨，我們在郊外看到城裡有個旋轉的陀螺形狀的黑色風團，感覺就是從城西往城東方向轉。壞了，這是龍捲風，當時我們就蒙了，也不知道該跑到哪裡能安全躲過去，所以大家就向下風向飛奔，奔到一片樹林里，樹榦大約胳膊粗細，一是跑不動了，二是發現那個龍捲風也逐漸消散狀態，於是大家每兩個人抱住一顆樹，還有人乾脆把衣服袖子系在一起。

不一會兒，風就吹過來了，能看得見麥苗被嗖嗖拔起來，不過離我們還有大約十幾米距離，然後沿著樹林邊際向前旋轉，然後在我們視線內減弱直至消失…

過了好久我們緩過神來，沿著風來的路往回走，一路上，有很多城裡的東西，木頭箱子，工具，垃圾什麼的，就是沒發現有人民幣…

回到城裡，發現只有那麼寬度不到五十米的一帶受損，不過不嚴重，窗子玻璃碎了很多，街邊擺攤賣貨的損失不小，貨物飛走，攤位坍塌，據說還有錢匣子被吹跑的。

後來又一年，我發現有一天天氣和龍捲風那次很相似，也是灰濛濛的雲，轟隆隆不停的悶雷聲，我就隨口說了一句，今天可能又有龍捲風了。不過下午只是下點雨颳了風。晚上聽說距離我們城裡大約二十公里的一個鎮子真的颳了龍捲風，損失很大。

前幾年，應該是2002年左右把，瀋陽也有過這樣的天氣，我又想到那時候的事情，並開玩笑的和幾個朋友打賭，結果呢，贏了，瀋陽市裡沒刮，但是新民所屬的一個鎮子確實颳了龍捲風。

也許都是巧合，也可能東北因為地理位置以及空氣流通環境，在龍捲風來之前會如此表現。只是我們這裡很少刮龍捲風的，我也就很少再巧合這種事情了。

哈哈，不夠學術，不過碼這麼多字，應該對得起邀請我回答的朋友了吧…