狂暴的“雨魔”

生命离不开水,但给地球万物带来雨水的大气对流层并不总是温文尔雅、乐善好施的。它在每年的汛期里经常会“大发脾气”,将大量雨水倾泻下来,形成暴雨、大暴雨,造成江河横溢、田地被淹、房屋受毁、交通瘫痪、人畜死亡,给人类以重创。

  今年以来,我国多个省市出现暴雨和大暴雨,特别是7月末到8月初,陕西、重庆、四川、湖南等地先后出现持续时间较长的暴雨。7月30日,上海就遭遇了70年一遇的大暴雨,降水总量在80~140毫米之间,城市交通一度瘫痪……申城拉响了最高级别的暴雨红色预警。

  

  多大降水算暴雨

  

  我国气象部门规定,24小时降水量为50毫米或50毫米以上的降雨为暴雨。暴雨按降水强度不同又分为3个等级,即24小时降水量为50~100毫米以下的是暴雨,100~200毫米以下的为大暴雨,200毫米或以上的为特大暴雨。

  但由于具体情况不同,各地气象部门对本地暴雨的标准也有自己的规定。例如,在广东,24小时内降水量达到50~70毫米的机会较多;当地气象部门于是规定,24小时降水量在80毫米以上的雨才能被称作暴雨。在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地,24小时内降水量达到50毫米的情况极少;这些地方气象部门便规定,24小时降水量在30毫米以上的雨都可算作暴雨。

  在未准确测定降雨量的情况下,人们也可以从当时的降雨状况来判断降水是否达到了暴雨级别:如果雨似倾盒、雨声猛烈、开窗说话时声音受雨声干扰而听不清楚、积水形成特快、下水道往往来不及排泄常有外溢现象,就基本可以确定降水级别达到了暴雨。

  自有记录以来,世界上最大的暴雨出现在南印度洋上的留尼汪岛,24小时降水量为1870毫米。我国最大的暴雨出现在台湾新寮。24小时降水量为1672毫米。以上两项暴雨纪录都是热带气旋活动酿成的。

  

  何时何地降暴雨

  

  我国是多暴雨国家之一,几乎各地都出现过暴雨,出现时间主要集中在汛期。

  我国属季风气候,从晚春到盛夏,南方暖湿空气势力强盛,大举北上,北方冷空气且战且退,冷暖空气频繁交汇,由此形成一场场暴雨。我国的暴雨分布具有非常明显的地域特征:南方多,北方少:沿海多,内陆少;迎风坡一侧多,背风坡一侧少。

  我国大陆上主要雨带位置随季节呈现南北推移的特点:华南是我国暴雨出现最多的地区,4~9月都是雨季;6月下半月到7月上半月通常为长江流域的梅雨期暴雨:7月下旬雨带移至黄河以北;9月以后冬季风建立,雨带随之南撤。

  由于受夏季风的影响,我国暴雨日及雨量的分布从东南向西北内陆减少,山地多于平原。东南沿海岛屿与沿海地区暴雨日最多,越向西北越少。台湾山地的年暴雨日高达16天以上,华南沿海的东兴、阳江、汕尾及江淮流域一些地区在10天以上,西北高原每年平均只有不到1天的暴雨。当然,有些年份会出现异常,1981年在我国西北一些地区就出现了历史上少见的暴雨。不过,天气变幻莫测,有时候本来多雨的地区在汛期反而可能出现旱灾。

  因对流形成的暴雨以低纬度最多,降水时间一般在午后,特别是在赤道地区,降水时间非常准确。在中高纬度地区,对流雨主要出现在夏半年,冬半年极为少见。

  

  暴雨形成“三要素”

  

  暴雨形成的过程是相当复杂的,一般从宏观物理条件来说,产生暴雨的主要条件是充足的源源不断的水汽、强盛而持久的气流上升运动和大气层结构的不稳定。这三个条件被称为暴雨形成的“三要素”。

  先说说水汽来源。在我国,暴雨的水汽一是来自偏南方向的南海或孟加拉湾;二是来自偏东方向的东海或黄海。有时在一次暴雨天气过程中,水汽同时来自东南两个方向,或者前期以偏南为主,后期又以偏东为主。

  再看看气流上升运动。暴雨常常是从一种叫积雨云的乌云中落下的。形成积雨云的条件是大气中要含有充足的水汽,并有强烈的上升运动,把水汽迅速向上输送,云内的水滴受上升运动的影响不断增大,直到上升气流托不住水滴时。这些水滴就急剧地降落到地面。积雨云内冰晶和水滴往往共存,云的垂直厚度和水汽含量特别大,气流的上升和下降都十分强烈,速度可达20~30米/秒,云中带有电荷,所以积雨云常发展成强对流天气。一块块的积雨云就是暴雨区中的降水单位,虽然每块积雨云单位的水平范围只有1~20千米,但它们排列起来,可形成100~200千米宽的雨带。一团团的积雨云就像一座座的高山峻岭,强烈发展时,从离地面0.4~1千米高处一直伸展到10千米以上的高空。越往高空,温度越低,常达零下十几摄氏度,甚至更低,云上部的水滴在这么低的温度下就要结冰,人们在地面用肉眼看到云顶的丝缕状白带,正是高空的冰晶、雪花飞舞所致。大自然确实很奇妙:地面上是大雨倾盆的夏日,高空却是白雪纷飞的严冬。

  最后来看看大气层结构的不稳定。大气的运动和流水一样,常产生波动或涡旋。当两股来自不同方向或温度、湿度不同的气流相遇时,就会产生波动或涡旋。大的波动或涡旋可达几千千米,小的只有几千米。在这些有波动的地区,常伴随气流运行产生上升运动,并出现水平方向的水汽迅速向某一地区集中的现象,进而形成暴雨中心。暴雨产生时,一般低层的空气暖而湿,上层的空气干而冷。由于低层的暖空气轻,便会往上升:上层的干空气重,便会往下沉,致使大气层处于极不稳定的状态,这种不稳定状态有利于大气中能量的释放,使积雨云有“后劲”,可以充分发展。

  

  地形作用很重要

  

  地形对暴雨形成和雨量大小有很大影响。世界上降雨最多的地方,往往是在山地的迎风坡,因而迎风坡又被称为雨坡。与此相对应的是,背风坡降水量很少,常常被称为干坡或“雨影”地区。

  迎风和背风坡为什么会出现这么大的不同呢?这是因为山脉的存在,使得气流在迎风坡被迫上升,导致其垂直运动加大,降雨量增大;在背风坡,气流下沉,雨量大大减小,有的背风坡的雨量仅是迎风坡的1/10。如挪威斯堪的那维亚山地西坡迎风,降水量为1000~2000毫米,背风坡只有300毫米。又如我国台湾山脉的北、东、南都迎风,降水都比较多,年降水量在2000毫米以上。台北火烧寮的年降水量高达8408毫米,是我国降水量最多的地方,这里的居民早已习惯了一年有200天下雨的“见云就落雨”的气候。火烧寮的雨水一部分注入基隆河,往往造成下游汐止地区出现水患,因此火烧寮的降雨量始终是当地气象部门的观测重点。台湾山脉的西侧是“雨影”地区,降水量通常会减少到1000毫米以下。

  类似这样的例子还有很多,像夏威夷群岛的考爱岛迎风坡年降水量可达12040毫米,这里也因此成为世界上年降水量最多的地方;印度的乞拉朋齐年降水量11418毫米,也是因为位于喜马拉雅山南麓的缘故;1963年8月上旬,南海有一股湿空气输送到华北,这股气流恰与太行山相交,受山脉抬升作用的影响,导致沿太行山东侧出现历史上罕见的特大暴雨。

  除了迎背风坡因素的影响,山谷的狭管作用也能使暴雨加强。1975年8月,河南出现一次特大暴雨,暴雨中心林庄正处在南、北、西三面环山,向东逐渐形成喇叭口的地形之中,由于这样的地形,气流上升速度增大,雨量骤增,8月5至8月7日,当地降雨量达1600多毫米,造成大量人员伤亡:而距林庄东南不到40千米、地处平原区的驻马店,在同期内的降雨只有400多毫米。

  通常情况下,大中小各种尺度的天气系统与地形的有利组合可以产生较大的暴雨。

  值得一提的是,台风区内水汽充足,上升运动强烈,降水量常常很大。台风到来时,台风区内日降水量平均在800毫米以上,且多属阵性降水。台风登陆之时常常产生暴雨,少则200~300毫米,多则在1000毫米以上。台风登陆后。若维持时间较长,或由于地形作用,或与冷空气结合,也都能产生大暴雨。我国东南沿海是台风登陆的主要地区。台风雨所占比重相当大。

  

  暴雨带来的危害

  

  暴雨的危害十分严重。暴雨经常与大风结伴而行,来得快,雨势猛,尤其是大范围持续性暴雨和集中的特大暴雨,不仅影响工农业生产,造成严重的经济损失,而且会危及人民的生命安全。在城市中,暴雨会引起交通瘫痪,导致城市变成水乡泽国。

  具体来看,暴雨的危害主要有洪涝灾害和渍涝危害两种。我国历史上的洪涝灾害几乎都是由暴雨引起的,像1954年7月长江流域大洪涝,1963年8月河北的洪水,1975年8月河南大涝灾,1998年我国全流域特大洪涝灾害等,莫不如是,由此带来的损失令人触目惊心。1931年7月,我国暴雨成灾,灾区遍及16省,长江沿岸许多城市长期泡在洪水中,武汉市积水达4个月之久。全国1/6人口受灾,淹、饿、病死几百万人。

  暴雨引起的渍涝灾害是指由于暴雨急而大,排水不畅引起的涝灾,此时土壤孔隙被水充满,造成陆生植物根系缺氧,根系的生理活动受到抑制,加强了嫌气过程,进而产生有毒物质,使作物受害减产。

  

  暴雨预报难度大

  

  暴雨的形成是一个极为复杂的物理过程,它的预报难度也是非常大的。比如本文开头提到的上海那场大暴雨,主要是由3个因素共同作用形成的:一是高空出现了3个短波槽,二是低空形成了一个低涡,三是副热带高压西升北抬。三个因素导致冷暖空气突然交汇,形成了强烈的雷暴降水云团,导致大暴雨的发生。

  这3个因素中有一个没有考虑到,预报结果就会不准。

  由于暴雨属于强对流天气的一种。从目前的预报水平来说,对强对流天气最多只能提前数小时预警,还不能做到提前一天就预测到。对于这场暴雨,上海市气象台前一天报的是大雨而没有报出大暴雨:但是后来的临近预报、预警还是比较准确的,使单位和市民及时防范,将损失程度减至最低。

  目前,国内外对暴雨的探测工具在不断地改进,如用气象卫星探测得到有关暴雨的云图,用雷达观测得到暴雨的雷达回波图像,用大型电子计算机作为整理、分析研究和预报暴雨活动情况的工具。

  当然,对于暴雨的预报方法也在不断地改善,这些都使得我们的暴雨预报水平不断提高。(文章代码:1803)

  [责任编辑]

  赵 菲

  

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  暴雨预警信号的级别

  为以蛊观的方式向社会公众提供突发重大气象灾害预警信惠,让公众知道即将出现或已经出现的气象灾害的严重程度,以便采取相应的防范和自救措施。我国气象部门制定了暴雨预警信号。暴雨预警信号分4级,分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示,其中红色为最高级别。

  

  暴雨蓝色预警信号

  标准:12小时内降雨量特达50毫米以上,或者已达50毫米以上且降雨可能持续。

  防御指南:

  1、政府及相关部门按照职责做好防暴雨准备工作;

  2、学校、幼儿园采取适当措施,保证学生和幼儿安全;

  3、驾驶人员应当注意道路积水和交通阻塞,确保安全;

  4、相关人员检查城市、农田、鱼塘排水系统,做好排涝准备。

  暴雨黄色预警信号

  标准:6小时内降雨量将达50毫米以上,或者已达50毫米以上且降雨可能持续。

  防御指南:

  1、政府及相关部门按照职责做好防暴雨工作;交通管理部门应当根据路况在强降雨路段采取交通管制措施,在积水路段实行交通引导;

  2、切断低洼地带有危险的室外电源,暂停在空旷地方的户外作业,转移危险地带人员和危房居民到安全场所避雨;

  3、检查城市、农田、鱼塘排水系统,采取必要的排涝措施。

  

  暴雨橙色预警信号

  标准:3小时内降雨量将达50毫米以上,或者已达50毫米以上且降雨可能持续。

  

  防御指南:

  1、政府及相关部门按照职责做好防暴雨应怠工作;

  2、切断有危险的室外电源,暂停户外作业;

  3、处于危险地带的单位应当停课、停业,采取专门措施保护已刘校学生、幼儿和上班人员的安全:

  4、做好城市、农田的排涝,注意防范可能引发的山洪、滑坡、泥石流等灾害。

  

  暴两红色预警信号

  标准:3小时内降雨量将达100毫米以上,或者已达1000毫米以上且降雨可能持续。

  防御指南:

  1、政府及相关部门按照职责做好防暴雨应怎和抢险工作;

  2、停止集会、停课、停业(除特磷行业外);

  3、做好山洪、滑坡,泥石流等灾害的防御和抢险工作。

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