广州白云钟落潭镇4.27龙卷风灾害现场调查
1、龙卷风事件回顾
根据广东省气象局发布消息，4月27日15时前后，广州白云区钟落潭镇突发龙卷风事件，距离龙卷风发生点约2.8公里的良田村气象站录得最大阵风20.6米/秒（8级）。经专家初步研判，龙卷风强度为3级，属强龙卷（相当于风力15~17级，风速约46.2m/s-61.2m/s）。根据公开报道，此次龙卷风事件造成5人死亡、33人受伤，并造成141家厂房（大跨轻钢结构）受损，无民宅倒塌，经济损失还在统计中。
图1 龙卷风现场图（源于网络）
图2 气象监测系统风场信息图（源于广州天气）
2、龙卷风
2.1 什么是龙卷风
龙卷风是强不稳定天气情况下出现的一种具有强破坏力的小尺度空气涡旋现象。它是从积状云向下伸展的，通常呈漏斗状并伴随有旋转空气柱的云，当该旋转空气柱接地时即为龙卷风。空气绕着龙卷轴飞快地转动，被龙卷中心的气压降所吸引，近地面的气流由各个方向被吸入旋涡底部，随即转化为围绕轴心旋转上升的涡流，中心气压可低于周围气压10-15%。
龙卷风的顶端通常连接到高空的云层，漏斗接地直径通常为几米至几百米，最大可达公里级，龙卷风最大风速可达130m/s，破坏力极强，持续时间几分钟至数小时。
图3 龙卷风形成机理示意图（源于网络）
2.2 龙卷风强度
龙卷风强度等级通常依据现场灾损情况进行评定。根据现场灾害标识物（如树木、电线杆、烟囱、房屋、汽车等）的受损程度，进行龙卷风等效风速和强度等级判定。目前各国的龙卷风评级标准均是在EF等级（enhanced Fujita scale）的基础上改进。例如我国颁布的GB/T 34301—2017《龙卷风灾害调查技术规范》中采用EF等级，中国气象行业标准《龙卷风强度等级》GB/T40243-2021将龙卷风强度从弱、中、强、超强划分为四个等级，其中“强”对应EF2、EF3。
3、风灾现场调查
此次在广州本地的龙卷风灾害事件发生后，华南理工大学风工程研究团队密切关注，杨易、余先锋两位老师带领胡松雁、王喆、吴健三位研究生，立即对发生龙卷风灾害的钟落潭镇陈洞村、光明村、金盆村和良田村等开展了龙卷风灾害的现场实地调查，通过无人机航拍、走访调研等方法获得风灾现场的一手资料。
图4 现场调查路线
3.1 建筑结构风灾损毁调查
通过现场航拍和实地调研，获得此次风灾影响的各主要村庄风灾一手资料，其中陈洞村和光明村灾情较重，金盆次之，良田村受影响较小。
图5 陈洞村风灾现场照片
图6 光明村风灾现场照片
图7 金盆村风灾现场照片
3.2 建筑结构风灾损毁初步统计
此次突发龙卷风灾害造成钟落潭镇较大面积轻钢大跨屋盖结构厂房以及建筑门窗等围护结构的损毁。据报道，有141家厂房（主要为大跨轻钢结构）不同程度受损。下面给出部分结构风灾损毁破坏等级统计初步结果。虽然目前还没有统计数据，但根据现场调研情况，由于本地乡镇企业较多，造成的经济损失较惨重。
表1 不同建筑结构风灾损坏破坏等级统计表
3.3 林木和公共设施风灾
现场也观察到，强风所到之处，山头林木整片被削顶、沿路树木遍地倒伏，此次强龙卷风事件也导致包括车辆损毁、公交站台、输配电、加油站、学校等公共设施的破坏。
4、几点思考
1、此次风灾暴露出部分乡镇企业厂房建筑设计、施工质量不高，导致抗风防灾能力薄弱的问题。例如，从此次龙卷风灾害现场调查看，很多厂房建成服役时间较长，屋面围护结构老化，表皮和保温层粘结不牢被风整片揭掉，围护结构和屋面檩条之间的铆接不牢导致被强风揭开等问题。当前我国量大面广的民用建筑结构抗风设计和抵御强风灾害的能力还亟需加强。
2、目前我国乡镇的防灾体系建设亟待提高。对于珠三角和我国沿海大量的乡镇企业，不太可能短时间对存量厂房从建筑结构抗风角度进行大幅改造增强，但可以加强乡镇防灾减灾能力的建设。例如在本次距离龙卷风发生点约2.8公里的良田村才有气象站，需要提高高风险地区的乡、镇、村级的灾害监测和警示能力建设，以及防灾避险场地和场所的建设，尽量减少灾害中人员伤亡。另外，沿海乡镇企业厂房的风灾保险问题，也需要加强研究和推广普及。
3、我国气象、应急管理部门等对龙卷风、下击暴流、雷暴风等这类突发性特异风灾事件的跟踪和灾后评估需加强。例如根据现场风灾调查，此次风灾的影响范围、复杂程度超过气象部分此前发布的预测评估。这类小尺度突发性特异风灾害事件，凭现今科技水平还无法预测。当前需要综合各专业、各部门的力量（包括结构抗风科研工作者），加强灾后调查和损失评估，补齐短板。
一次强风灾害的影响范围与造成的人员财产损失，不亚于一次地震灾害。近些年城市突发灾害性风气候的报道频次和公众关注度在增加，建议可以根据灾害性风气候的强度、灾害影响和损失程度，进行风灾事件的适当分级，方便政府部门灾后开展有关工作；同时以突发灾害事件为契机，给公众科普风灾避险相关知识，提高社会抵御自然灾害的科学导向性和心理韧性。
5、参考文献
[1]龙卷风强度等级GB/T 40243-2021，中华人民共和国国家标准，2021.
[2]陈家宜,杨慧燕,朱玉秋,等.龙卷风风灾的调查与评估[J].自然灾害学报,1999,(04):111-117.
[3]高榕.中国龙卷风特性统计分析及灾后建构筑物调查研究[D].北京交通大学,2018.
[4]王仕奇.江淮地区一次超级单体龙卷风数值模拟与形成机制研究[D].南京信息工程大学,2023.
[5]杨庆山,王雨,回忆,等.辽宁开原7·3龙卷风致结构破坏调研与分析[J].建筑结构学报,2023,44(09):183-190.
[6]龙卷风灾害调查技术规范:GB/T 34301—2017 [S].北京:中国标准出版社,2017.
（以上图文版权归华南理工大学风洞实验室，如需转载请联系）
*说明：此次风灾的深入分析仍在进行中，由于时间有限，可能存在不足之处，作者将在此后进行完善。