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极端天气频发对轨道交通运营安全的影响

极端天气

伴随着全球气候变暖趋势日益严峻，极端异常天气、自然灾害频率正在增加，其中龙卷风和下击暴流等局地强风袭击轨道交通网络时，在对车辆行车安全带来巨大危害的同时，会导致线路中基础设施的瘫痪，严重影响区域经济和社会的正常运转，甚至伤及人身安全。

龙卷风是最严重的自然灾害之一，因其直接与地面相接，破坏性极大，且突发性强，生命期短，所到之处顷刻间掀翻树木、摧毁房屋建筑等。本文聚焦于极端天气（龙卷风和下击暴流等）对轨道交通的影响，通过大量数据分析及调研发现龙卷风对轨道交通的影响也不可低估。如：2005年12月25日，日本JR快线列车被龙卷风掀翻并脱轨，造成5人死亡，33人受伤。此外，1988年7月8日发生在阿什塔穆迪湖上的培努门大桥上的列车事故，火车在龙卷风的侵袭下导致10节车厢脱轨并坠入湖中，造成105人丧生和约200人受伤。在我国，近年来频发的龙卷风等极端气候已导致哈牡高铁沿线设备受损严重，广东、河北、江苏等地站点损坏，区域大面积停运、晚点等事故。

龙卷风作为一种破坏力极强的强对流天气，是在强烈不稳定天气条件下产生的一种小范围的空气涡旋，是一种与地面接触的猛烈旋转的气流。暖湿空气的向内螺旋流占据了地面边界层，并被吸向涡核的底部，在龙卷风内核的压力明显下降。龙卷风的气流非常复杂，不断变化的气流结构使得风速和风向的突变都极为迅速，且难以预测。然而，目前非常有限的龙卷风实测数据，难以识别和建立对龙卷风复杂流动结构的描述，本文采用数值模拟方法，研究了典型龙卷风的涡旋结构、风速场和压力场及其对轨道交通基础设施的影响。