暴雨的危害、形成及防御措施
暴雨(英文名称torrentialrain;rainstorm;storm)
是指降水强度很大的雨。中国气象上规定,每小时降雨量16毫
米以上、或连续12小时降雨量30毫米以上、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”、100-249.9毫米之间为“大暴雨”、250
毫米以上称“特大暴雨”。但由于各地降水和地形特点不同,所
以各地暴雨洪涝的标准也有所不同
在业务实践中,又可按照发生和影响范围的大小将暴雨划分
为:局地暴雨、区域性暴雨、大范围暴雨、特大范围暴雨
局地暴雨历时仅几个小时或几十个小时左右,一般会影响几
十至几千平方千米,造成的危害较轻。但当降雨强度极大时,也
可造成严重的人员伤亡和财产损失
区域性暴雨一般可持续3~7天,影响范围可达10~20万平
方千米或更大,灾情为一般,但有时因降雨强度极强,可能造成
区域性的严重暴雨洪涝灾害
特大范围暴雨历时最长,一般都是多个地区内连续多次暴雨
组合,降雨可断断续续地持续1~3个月左右,雨带长时期维持
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
特别是对于一些地势低洼、地形闭塞的地区,雨水不能迅速宣泄
造成农田积水和土壤水分过度饱和,会造成更多的灾害
形成暴雨的天气系统
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
形成暴雨的条件
暴雨一般发生在中小尺度天气系统中,其时间尺度从几十分
钟到十几小时,空间尺度从几千米到几百千米,而形成暴雨的中
小尺度系统又是处于天气尺度系统内,两者通常有着密切的关系
因而上两类天气系统的集合称为降水系统
降水系统中降水的形成和强度主要与6个条件有密切的关
系:
(1)丰富的水汽分布和供应;(2)大气的上升运动;(3)
层结稳定度和中尺度不稳定性;(4)风的垂直切变;(5)云的
微物理过程;(6)地形
(1)水汽分布和供应
为了使暴雨得以发生、发展和维持,必须有丰富的水汽供应,
计算表明仅仅依靠降水区气柱内所含的水分是不够的,即使气柱
中所含的水汽全部降下也只能达到50~70mm的降水量。但是暴
雨的降水量,尤其是大暴雨或特大暴雨的降水率十分强,每小时
可达100mm,因而必须有外界水汽向暴雨区迅速地集中和不断
地供应。对于持久性的暴雨,要求水汽有源源不断的输送,以补
充暴雨发生不断耗损的水汽量,这种水汽输送,需要特别有效的
机制能在较短时间内在更大范围内为暴雨区收集所必需的水汽
量
(2)上升运动
降水是发生在空气的上升运动区,地面或低层的空气只有通
过抬升才能达到饱和,从而产生凝结,降落下来成为降水。对于
天气尺度而言(如锋区、温带气旋、高空槽前部、副热带高压边
缘等)上升速度只有100cm/s。由这种上升速度引起的降水量约
为100~101mm/24h。因此只靠大尺度系统中的上升运动不能引
起暴雨,事实上也很少观测到上千千米的暴雨区,在水平尺度为
100~300km的中尺度系统中(如中尺度辐合线、飑线、中尺度
低压等)上升速度比大尺度系统中的上升速度大一个量级,达到
101cm/s。由这种上升运动引起的降水量大约101mm/h,达到了
暴雨的强度。对于积云尺度的小尺度系统,由于其上升速度可达
102cm/s,其所造成的降水强度约102mm/h,达到了大暴雨的量
级。因而在不同尺度的天气系统中,同暴雨直接有关系的是中、
小尺度上升运动,因而中小尺度系统是直接造成暴雨的天气系统
但大尺度的上升运动为中小尺度上升运动的形成和增强提供了
必要的环流背