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暴雨

科普小知识2022-09-27 14:03:26
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中国气象学上规定,24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”。按其降水强度大小又分为三个等级,即24小时降水量为50~99.9毫米称“暴雨”;100~250毫米以下为“大暴雨”;250毫米以上称“特大暴雨”。特大暴雨是一种灾害性天气,往往造成洪涝灾害和严重的水土流失,导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等重大的经济损失。

1、基本介绍

中国气象上规定,24小时之内,由空中降落的雨量在50.0毫米99.9毫米的为暴雨,100.0毫米至199.9毫米的为大暴雨,超过200.0毫米的为特大暴雨。产生暴雨要有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。大中小各种尺度的天气系统和下垫面特别是地形的有利组合可产生较大暴雨。


暴雨

在中国,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。中国中原地区流传“东南风,雨祖宗”,正是降水规律的客观反映。

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不同的温度、湿度的气流相遇时,就会产生波动或涡旋。其大的达几千千米,小的只有几千米。在这些有波动的地区,常伴随气流运行出现上升运动,并产生水平方向的水汽迅速向同一地区集中的现象,形成暴雨中心。

另外,地形对暴雨形成和雨量大小也有影响。例如,由于山脉的存在,在迎风坡迫使气流上升,从而垂直运动加大,暴雨增大;而在山脉背风坡,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。

2、形成过程

暴雨形成的过程是相当复杂的,一般从宏观物理条件来说,产生暴雨的主要物理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。大中小各种尺度的天气系统和下垫面特别是地形的有利组合可产生较大的暴雨。引起中国大范围暴雨的天气系统主要有锋、气旋、切变线、低涡、槽、台风、东风波和热带辐合带等。此外,在干旱与半干旱的局部地区热力性雷阵雨也可造成短历时、小面积的特大暴雨。

暴雨常常是从积雨云中落下的。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时,就急剧地降落到地面。

积雨云体积通常相当庞大,一块块的积雨云就是暴雨区中的降水单位,虽然每块单位水平范围只有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。地面上是大雨倾盆的夏日,高空却是白雪纷飞的严冬。

3、主要危害

暴雨是一种影响严重的灾害性天气。某一地区连降暴雨或出现大暴雨、特大暴雨,常导致山洪爆发,水库垮坝,江河横溢,房屋被冲塌,农田被淹没,交通和电讯中断,会给国民经济和人民的生命财产带来严重危害。暴雨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,而且可能危害人民的生命,造成严重的经济损失。

4、预警信号

我国暴雨的预警信号分四个等级,分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。

暴雨蓝色预警:12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。

暴雨黄色预警: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。

暴雨橙色预警: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。

暴雨红色预警:3小时内降雨量将达100毫米以上,或者已达100毫米以上且降雨可能持续。

5、防御办法

暴雨前的准备

●检查房屋,如果是危旧房屋或处于地势低洼的地方,应及时转移。


暴雨

●暂停室外活动,学校可以暂时停课。

●检查电路、炉火等设施是否安全,关闭电源总开关。

●提前收盖露天晾晒物品,收拾家中贵重物品放到档上或置于高处。

●暂停田间劳动,户外人员应立即到地势高的地方或山洞暂避。

应急要点

●预防居民住房发生小内涝,可因地制宜,在家门口放置挡水板、堆置沙袋或堆砌土坎,危旧房屋或在地洼地势住宅的人员及时转移到安全地方。

●关闭煤气阀和电源总开关。

●室外积水漫入室内时,应立即切断电源,防止积水带电伤人。

●立即停止田间农事活动和户外活动。

●在户外积水中行走时,要注意观察,贴近建筑物行走,防止跌入窨井、地坑等。

●注意夜间的暴雨提防旧房屋倒塌伤人。

●不要在下大雨时骑自行车。在积水中行走要注意观察。防止跌入窨井或坑、洞中。

●驾驶员遇到路面或立交桥下积水过深时,应尽量绕行,避免强行通过。

●雨天汽车在低洼处熄火,千万不要在车上等候,下车到高处等待救援。

专家提示

●河道是城市中重要的排水通道,不要将垃圾、杂物丢入马路下水道,以防堵塞,积水成灾。

●家住平房的居民应在雨季来临之前检查房屋,维修房顶。

●暴雨期间尽量不要外出,必须外出时应尽可能绕过积水严重的地段。

●在山区旅游时,注意防范山洪。上游来水突然混浊、水位上涨较快时,须特别注意。

6、预测难度

暴雨通常是由中尺度天气系统造成的,也就是说暴雨云团的空间尺度一般会在20~200公里之间,但现在,我们两个探空站之间的距离至少也在200公里以上。打个比方,就好比是用网捕鱼,我们的网眼太大,暴雨云团很容易就会成为漏网之鱼。我们现在使用遥感等手段例如气象卫星、雷达进行探测,获取更多的气象信息,尤其是云团内部的信息。

获取信息还只是提供预报的第一步,如何将这些资料信息反演成对预报有用的信息,然后再做出准确的预报,是更具挑战性的一步。预报天气预报难主要源于以下几个方面:

一是我们所采用的计算模型能不能反映真实的天气现象。比如,青藏高原的南坡很陡,放到数字模型里就会引起间断,但现实中,大气却很安稳地爬过去了;

二是大气里面发生的物理过程到底是什么,这要受到地形等多种条件的影响,比如预报台风,在海上的路径比较准确,但到了陆地上地形复杂,预报就更难了,一差就会差出上百公里;

三是气象观测资料本身也有误差,信息本身的一个小误差反映到未来的预报中就会差别很大,所谓“差之毫厘、谬之千里”就是这个道理。

7、中国暴雨季节

中国是多暴雨的国家,除西北个别省区外,几乎都有暴雨出现。冬季暴雨局限在华南沿海,4~6月间,华南地区暴雨频频发生。6~7月间,长江中下游常有持续性暴雨出现,历时长、面积广、暴雨量也大。7~8月是北方各省的主要暴雨季节,暴雨强度很大。8~10月雨带又逐渐南撤。夏秋之后,东海和南海台风暴雨十分活跃,台风暴雨的点雨量往往很大。

8、中国暴雨特点

一、暴雨主要集中发生在5—8月汛期期间。这主要是因为我国夏季的降水和暴雨深受来自印度洋和西太平洋夏季风的影响。我国大范围的雨季一般开始于夏季风的爆发(华南要早一些)而结束于夏季风的撤退。降雨强度和变化与夏季风脉动密切相关。


暴雨

二、暴雨持续时间长。我国暴雨持续的时间从几小时到63天,有人认为1896年的梅雨达到了65天。主要暴雨长度是2天到一周。暴雨的持续性是我国暴雨的一个明显特征,无论是华北,长江流域和华南暴雨都有明显的持续性。

三、暴雨强度大,极值高。如果与相同气候区中的其他国家相比,我国的暴雨强度是很大的,不同时间长度的暴雨极值都很高。如5分钟的暴雨极值是531mm(陕西梅桐沟,1971年7月1日),1小时暴雨极值是1983mm(河南林庄,1975年8月5日),24小时降水极值是1248mm(*地区,1963年9月10日),虽然这些值并没有打破1870mm/24h的世界记录(西南印度洋,留尼汪),但比类似气候区(如美国)的记录要大得多。如美国的24小时降水极值是983mm(佛罗里达州)。

四、暴雨区的范围大。我国暴雨区的大小一般划分为四类,局地暴雨,区域性暴雨,大范围暴雨和特大范围暴雨,它们影响的范围依地区和暴雨强度差异而不同。根据各地区四类暴雨的统计,在北方(华北,东北,西北)以局地暴雨频数为最多,如东北地区,一般可达71%~88%,尤其是在西北地区,大多数暴雨都是局地性的或小范围的。西北西部,局地性更强。在北方特大范围暴雨出现的次数为10%以下。在华北的半湿润气候区,特大暴雨的面积可达10~20万km²。雨带多呈南北向或西南—东北向,其面积接近长江流域的暴雨区面积。长江流域的暴雨区面积在全国是最大的,雨带多呈东西走向。1954年和1998年特大持续性暴雨仅600mm以上的雨量区就覆盖了长江流域的绝大部分地区,面积在几十万平方千米,1991年的江淮流域特大暴雨面积也达十几万平方千米。因而江淮流域的暴雨区不但范围大,持续时间长,而且强度大,是世界上位于副热带季风区著名的暴雨区之一。在华南,暴雨区以区域性暴雨居多,特大范围暴雨也不少见,它们主要由冷锋和热带系统(如台风或热带低压)造成。

9、2016汛情

形势

2016年6月18日以来,南方地区出现入汛以来第19次降雨过程,雨带主要位于西南地区东部至江汉、江淮一带。累计降雨50毫米以上面积约26万平方公里、100毫米以上约9万平方公里。四川东南部、重庆西部和东南部、湖北西南部和东部、湖南北部、安徽南部、江西北部等地出现暴雨或大暴雨天气,累计降雨120-250毫米,湖北、安徽和江西部分地区降雨270-350毫米,湖北恩施局地达380毫米、江西九江390毫米;安徽、湖北、江西等局地最大小时雨强有80-119毫米。受强降雨天气影响,江西鄱阳县滨田水库泄洪河堤出现堤身溃口;湖北蕲春张榜镇最大降雨量达235毫米,道路和通讯线路被冲毁,与外界处于半失联状态;湖北麻城城区10多条主干道,100多条街巷被淹,积水最深超过1米,部分井盖被下水道中的水掀翻;四川泸州道路中断、渡口停航;安徽休宁多个村庄受淹。

截至6月21日9时统计,此次强降雨导致浙江、安徽、江西、湖北、湖南、广西、重庆、四川、贵州、云南10省(自治区、直辖市)39市(自治州)147个县(市、区)768万人受灾,35人死亡,24人失踪,38.8万人紧急转移安置,29.8万人需紧急生活救助;5600余间房屋倒塌,3.1万间不同程度损坏;农作物受灾面积439.9千公顷,其中绝收34.1千公顷;直接经济损失62.9亿元。

原因

一些专家和国际机构认为,本次厄尔尼诺“退休”,但不会轻易“褪色”,对中国的影响仍将持续。而暴雨洪涝灾害的背后,也有更复杂的全球气候异常因素。

首先,厄尔尼诺的罪责难逃。本次超强厄尔尼诺事件发端于2014年9月。经过一年多的“洗礼”,公众对厄尔尼诺事件已不再陌生。虽然本次超强厄尔尼诺事件已经结束,但厄尔尼诺本身的强度与其影响力并不同步,由于大气环流对海洋变化响应的滞后性,夏季仍将受超强厄尔尼诺事件的持续影响,在这种滞后的影响下,“雨神”可能会更“专一”地光临某一特定地区,导致发生大洪水的概率迅速攀升,防灾工作丝毫不可松懈。

厄尔尼诺是如何扰乱气候模式的呢?研究表明,厄尔尼诺在亚洲容易让副热带高压加强、西伸,促使大量水汽从海上输入我国,与南下的冷空气相遇,产生大范围降雨。有时,厄尔尼诺又会使副热带高压稳定在某一区域,雨带走不动,降水一集中,就导致了洪涝。同时,在雨带无法抵达的地方则会发生旱情。虽然此次厄尔尼诺事件已结束,但它在气候上的滞后影响仍可能导致大洪水。

虽然有气象学家指出难以将某个特定天气事件与气候变暖直接联系起来,但长期来看,全球变暖导致极端天气事件概率上升是科学界的共识。世界气象组织说,2015年是有气象记录以来最热年份。“热”破纪录的现象还在持续,美国国家海洋和大气管理局日前表示,刚刚过去的5月是现代历史上气温最高的5月,这意味着全球气温史无前例地连续13个月创新高。气候变暖正扰乱世界各地人们习以为常的气候系统。人们因此可以看到,一些地区极端天气以暴雨的形态呈现,一些地区则是酷暑和干旱。

各种气象事件还会互相交织作用。世界气象组织在去年本次厄尔尼诺事件处于高峰时发布的一篇科普文章中说,这次强大的厄尔尼诺与1998年时类似,都导致许多地方出现洪水,“但没有两个厄尔尼诺事件是完全一样的,其他气候现象也在发挥作用”。更有研究表明,气候异常导致的极端天气将贯穿全年。