11 · 天气

龙卷风、雪崩与天气噪声

自然元素在低频上发声——有时甚至早在它们现形之前。

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大气是一台强大的次声波发生器。而在这里，它从一个"有趣的事实"转变为实践：低频已被用于对真实威胁发出预警。但同样是天气，给监测系统出了最隐蔽的一道难题。

龙卷风会提前"嗡嗡作响"

强烈的雷暴涡旋会辐射次声波。阿尔弗雷德·贝达尔（Alfred Bedard）早已把低频声学与雷暴的涡旋联系起来2，而现代测量揭示了产生龙卷风的风暴所具有的特征性次声——其信号早在漏斗云触地之前就出现了。1 在雷达滞后的地方，这为多争取几分钟的预警时间开辟了道路。

雪崩：已投入运行

这不是实验室，而是一套运行中的系统。由 4–5 个传感器组成的次声阵列，能在任何天气、零能见度的条件下，于 3–5 公里的距离上可靠地探测到大型雪崩的发生，并测定其崩塌前缘的速度。34 商用装置（例如 IDA）全天候守护着道路和村庄上方的危险坡面。5 同样的阵列还能在火山泥流和泥石流冲击前数分钟探测到它们的逼近——这已经成为预警的一个基础（Johnson et al., 2023；Marchetti et al., 2019）。

一个隐蔽的麻烦：锋面的"替身"

一道经过的大气锋面，会同时在许多传感器上产生空间相干的压力变化——这恰恰是事件探测算法所寻找的东西。把地球物理次声与天气噪声区分开来，是一个真实的科学难题，而非小事一桩。解决之道是综合多种特征：声波的速度和方位角、它的频谱、它与气象数据的关联。在实践中，信号通过阵列相关（PMCC 方法）来提取，6 而对全球 IMS 网络数据的大规模分析则表明，如何把非相干的风噪与伪相干信号分离开来。7

你知道吗？
这对 HERD 为何重要

雪崩证明了这一点：廉价的本地次声网络已经在拯救生命。我们正在学习把"真实事件"与天气的"替身"区分开来——而这恰恰是建设这张网络所要做的科学工作。

本文参考来源

这些来源属于HERD 完整资料库——272 个核实来源，支持按含义搜索和主题筛选。

  1. 同行评审 Elbing B.R., Petrin C.E., Van Den Broeke M.S. (2019). Infrasound from a tornado-producing storm. JASA 146(3). pubs.aip.org
  2. 同行评审 Bedard A.J. (2005). Low-frequency acoustic energy associated with vortices produced by thunderstorms. Mon. Wea. Rev. 133(1). journals.ametsoc.org
  3. 同行评审 Marchetti E. et al. (2015). Infrasound array detection of snow avalanches. NHESS 15. nhess.copernicus.org
  4. 同行评审 Mayer S. et al. (2020). Performance of an operational infrasound avalanche detection system. SLF. slf.ch
  5. 机构 Wyssen Avalanche Control. IDA® Infrasound Detection of Avalanches. wyssenavalanche.com
  6. 同行评审 Cansi Y. (1995). An automatic seismic event processing for detection and location: the PMCC method. GRL 22(9). doi.org
  7. 同行评审 Vergoz J. et al. (2022). IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications. Earth Syst. Sci. Data 14. essd.copernicus.org
  8. 同行评审 Streby H.M. et al. (2015). Tornadic storm avoidance behavior in breeding songbirds. Current Biology 25(1). doi.org
  9. 同行评审 Johnson J.B. et al. (2023). Infrasound detection of approaching lahars. Sci. Rep. 13. doi.org
  10. 同行评审 Marchetti E. et al. (2019). Infrasound array analysis of debris flow activity and implication for early warning. JGR Earth Surface 124. doi.org
  11. 历史 Abdullah A.J. (1966). The 'musical' sound emitted by a tornado. Monthly Weather Review 94(4), 213-220. journals.ametsoc.org
  12. 历史 Anderson F.J., Freier G.D. (1965). The role of wave motion in a tornado. Journal of Geophysical Research 70(12), 2781-2784. doi.org
  13. 综述 Georges T.M. (1973). Infrasound from convective storms: examining the evidence. Reviews of Geophysics and Space Physics 11(3), 571-594. doi.org
  14. 同行评审 Jones R.M., Georges T.M. (1976). Infrasound from convective storms. III. Propagation to the ionosphere. Journal of the Acoustical Society of America 59(4), 765-779. doi.org
  15. 同行评审 Arnold R.T., Bass H.E., Bolen L.N. (1976). Acoustic spectral analysis of three tornadoes. Journal of the Acoustical Society of America 60(3), 584-593. doi.org
  16. 同行评审 Schecter D.A., Nicholls M.E., Persing J., Bedard A.J., Pielke R.A. (2008). Infrasound emitted by tornado-like vortices: basic theory and a numerical comparison to the acoustic radiation of a single-cell thunderstorm. Journal of the Atmospheric Sciences 65(3), 685-713. doi.org
  17. 同行评审 Schecter D.A. (2011). A method for diagnosing the sources of infrasound in convective storm simulations. Journal of Applied Meteorology and Climatology 50(12), 2526-2542. doi.org
  18. 同行评审 Frazier W.G., Talmadge C.L., Park J., Waxler R., Assink J. (2014). Acoustic detection, tracking, and characterization of three tornadoes. Journal of the Acoustical Society of America 135(4), 1742-1751. doi.org
  19. 同行评审 Waxler R., Frazier W.G., Talmadge C.L., Liang B., Hetzer C., Buchanan H., Audette W.E. (2024). Analysis of infrasound array data from tornadic storms in the southeastern United States. Journal of the Acoustical Society of America 156(3), 1903-1919. doi.org
  20. 同行评审 Audette W.E., Waxler R., Frazier W.G., Talmadge C.L., Liang B., Hetzer C., Buchanan H. (2025). Comparison of infrasound array data to NEXRAD weather radar for tornadic and non-tornadic storms in the southeastern United States. Journal of the Acoustical Society of America 157(x). doi.org
另见
微气压波——海之声
喀拉喀托、汤加、车里雅宾斯克
预警
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如何引用 · 复制
HERD (2026). 天气、龙卷风、雪崩. HERD — 次声波资料库. https://theherd.network/infrasound/zh/weather