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从天而降的暴雨

暴雨是指在短时间内产生较强降雨的天气现象。当 24 小时内降雨量达到或超过 50 毫米时,就达到了暴雨的标准。气象上所说的降雨量级指的是累计降雨量, 所以有时候看起来雨势比较平缓,雨并不“暴”,但是只要累计起来的降雨量达到了相应标准也可能会成为一次暴雨事件。

  大气降水是指从云中降落到地面上的液态水或固态水,是自然界发生的雨、雪、霰、冰粒、冰雹等现象的统称。

  降水是水循环过程中的关键环节,由降水形成的地表径流也是地下水的主要补给来源。而降水在空间分布上的不均匀与时间变化上的不稳定性,则是引起洪涝和旱灾的直接原因。

  降水量是表征降水强度的重要指标。1 毫米降雨量是指在没有蒸发、流失和渗透的情况下,雨水降落到平坦地面上,积累形成了 1 毫米高度的水量,这相当于平均给 1 亩地(约 667 平方米)浇了 0.667 立方米的水。因为 1 立方米的水重 1000 千克,所以每下了 1 毫米的降雨量,约等于平均给每亩地浇了 667 千克的水。

  暴雨是指在短时间内产生较强降雨的天气现象。当 24 小时内降雨量达到或超过 50 毫米时,就达到了暴雨的标准。气象上所说的降雨量级指的是累计降雨量, 所以有时候看起来雨势比较平缓,雨并不“暴”,但是只要累计起来的降雨量达到了相应标准也可能会成为一次暴雨事件。

  我国降水的时空分布特点

  我国季风气候特点十分显著,降水时空分布很不均匀。从空间分布来看,我国常年的年降水量明显呈现“南多北少、东多西少”的特征,西北大部地区年降水量不足 400 毫米,而南方地区年降水量普遍能达到 800 毫米以上。这与我国洪涝灾害呈现“东多西少”特点关系密切。

  从时间分布来看,冬季暴雨一般只局限在华南沿海地区;春季开始逐渐北上, 4—6 月,华南地区暴雨频频发生,到了 “龙舟水”期间,降水量普遍达到前汛期的鼎盛阶段;6—7 月,长江中下游地区常有持续性暴雨出现,历时长、面积广、雨量大,2020 年的 62 天“超长梅雨季”刷新多项纪录,暴雨叠加效应造成长江流域频现城市内涝、地质和山洪灾害;7—8 月从天而降的 是北方各省(区、市)的主要暴雨季节,俗称“七下八上”,暴雨强度大,容易出现极端天气过程,是华北、东北等地重点防汛时段; 8—10 月,我国东海和南海台风十分活跃,每年台风带来的暴雨会给东南沿海各省造成较大损失。

     暴雨是如何产生的

  暴雨的产生首先要具备一般降水形成的条件,也就是降水地区需要具备充足的水汽供应,即水汽要由源地水平输送到降水地区, 这是降水形成的重要物质条件。

  其次,降水地区的水汽要有垂直上升运动。水汽在降水地区辐合上升,在上升过程中冷却凝结为水滴或凝华为冰晶,持续不断的垂直运动使云中的水滴和冰晶相互碰撞并不断增大。

  最后,当云中的水滴或冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便会从云中落下, 形成雨、雪或其他形式的降水。 除上述一般降水所必须满足的条件外, 要形成暴雨还必须具备源源不断的水汽供应, 强盛而持久的气流上升运动,以及大气层结构的不稳定。源源不断的水汽供应能够让降水地区的降水持续而又充足,而后两个条件能够保证降水地区上空拥有足够强盛的垂直对流运动,从而使降水能够达到暴雨的量级。

  暴雨按照降水强度大小又分为 3 个等级:暴雨、大暴雨和特大暴雨。特大暴雨并不常见,但危害极大。以河南特大暴雨为例:2021 年 7 月 17—24 日, 河南多地遭遇特大暴雨,出现破纪录极端强降水事件,具有过程累计雨量大、强降水范围广、降水极端性强、短时强降水时段集中且持续时间长的特征。河南有39 个市县累计降水量达年降水量的一半,其中郑州、辉县、淇县等 10 个市县超过常年的年降水量。累计雨量超过 250 毫米的覆盖面积占河南土地面积的 32.8%。1 小时最大雨强(郑州,201.9 毫米) 超 过“75·8” 暴 雨( 河 南 林 庄,198.5 毫 米),创下中国大陆小时气象观测降雨量新纪录;郑州等 19 个市县日降水量突破历史极值; 32 个市县连续 3 日降水量突破历史极值。

  这场特大暴雨形成的原因概括起来主要有以下 4 个方面: 大气环流形势持续异常,导致河南强降雨时间长,累计雨量大。在此期间的西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持在日本海和我国西北地区,处在黄淮地区的强降雨系统被夹在大陆高压和西太平洋副热带高压之间,导致强降雨系统持续停滞,降雨时间长,累计雨量大 , 从而造成河南中西部长时间出现降水天气。水汽供应充足,为河南强降雨提供了 充沛的水汽条件。7 月中旬河南处于西太 平洋副热带高压边缘,对流不稳定能量充足;与此同时,7 月 18 日西太平洋有台风“烟花”生成并向我国靠近,受到台风“烟花”和副高南侧的偏东气流引导,大量的海上水汽向河南地区持续输送,为河南强降雨提供了充沛的水汽来源。地形抬升作用显著,能够形成强盛而 持久的气流上升运动。受到深厚的偏东风急流以及低涡切变天气系统影响,同时位于河南省西北部的太行山、西部的嵩山和 伏牛山对偏东气流起到地形抬升作用,导致强降水区在河南省西部以及西北部沿山地区能够形成强盛而持久的气流上升运动。 对流“列车效应”明显,导致河南出现极端强降水天气。在大气环流形势稳定的背景条件下,中小尺度天气系统反复在 伏牛山前地区发展并向郑州方向移动,形成“列车效应”,从而导致降水强度强、 维持时间长,对河南全省造成了严重冲击。 此外,河南省郑州市的地形西南高、东北 低,属丘陵山区向平原过渡地带,河流洪水汇集叠加,造成外洪内涝并发,使得灾情非常严重。

  暴雨的危害

  我国是世界上受气象灾害影响最为严重的国家之一,气象灾害造成的直接经济 损失约占我国所有自然灾害的 71%,其中暴雨洪涝占所有自然灾害的三成以上,占所有气象灾害的五成以上。 

    在城市,当强降雨或持续降雨超过城市的排水能力时,就会造成城市街道路面出现大面积积水现象,从而引发城市内涝;在乡村,暴雨可能会导致农田被淹、农作物受损减产以及民房发生倒塌等风险;在山区,尤其是在森林植被遭受破坏的地方, 暴雨极易引发山洪以及泥石流、滑坡、崩塌等次生灾害;在江河湖泊分布的区域,暴雨则容易引发中小河流洪水、溃坝等灾害。

  暴雨预警信号及防御

  气象灾害预警信号是指各级气象主管机构所属气象台站向社会公众发布的预警信息,是指导防灾减灾工作的重要依据。 

    我国国土面积大,地形复杂,各地区域特征明显。当暴雨发生后,降水落区的地理环境成为产生灾害的重要因素,因地形地貌、江河分布、各地区人口密度、城市基础设施建设以及经济发展水平等不同 而造成暴雨引发的灾害也有所不同,因此不同地区会根据本地区不同的降雨特点来制定相应暴雨预警信号的标准。以北京为例,《北京市气象灾害预警信号与防御指南》(2019 年最新发布)中规定,暴雨预警信号按照严重程度由低到高依次分为蓝色、黄色、橙色、红色 4 个级别,分别表示将有一般、较重、严重和特别严重的暴雨事件发生。 

    当气象部门发布暴雨预警信号时,社会公众可以通过政府网站、电视、官方微博、官方微信、官方抖音、短信、天气预报客户端、广播、户外显示屏、公交地铁移动终端、报纸、大喇叭等多种途径来获取最新的暴雨预警信号。 

    当遇到暴雨来临时,大家尽可能选择在室内躲避,并关闭门窗,避免家中进水; 如果在户外,一定要远离低垂或折断的电线及广告牌、电线杆、路灯,或者是高压 线、变电器等电力设施;不要在路况不明的积水中行走,防止跌入窨井或下水道中; 当地铁、地下通道、地下商场等地下设施有积水进入时,一定要尽快离开;驾车出行时,应及时了解交通信息和前方路况, 同时切勿盲目驶入积水不明的路段,若驾车误入深积水区而熄火时,要迅速下车转移到安全地带;当遇到洪水暴发时,不要盲目涉水撤离,可以爬到坚固的多层公共建筑物高处进行躲避,要避免渡河,以防止被洪水冲走;如果被洪水包围,要尽可能利用船只、木排或门板等进行转移,不 能攀爬到电线杆上;避免在桥梁,尤其是河道上的桥梁避险,因为河道形成的洪涝 可能会冲垮桥梁;如果周围水情已经导致自己无法离开,可以立刻与政府防汛部门 取得联系,汇报自己所处位置、人数、周围水情以及紧急通讯方式等,然后等待救援;当遇有山洪、泥石流或山体滑坡时, 应向与山洪、泥石流或山体滑坡运动方向 垂直的两边迅速转移,切忌沿着山洪、泥石流或山体滑坡的运动方向奔跑。


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