短時強降水暴雨天氣過程氣象服務分析

汪海恒 彭霽霽 龍紅梅

摘 要：全球氣候變化的形勢越來越復雜，一次短時強降水暴雨天氣的研究對控制地方自然災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會發(fā)展的影響具有重要意義。眾所周知，在諸多氣候災害中，強降水暴雨所帶來的經(jīng)濟損失是無法估量的。針對現(xiàn)階段暴雨檢測系統(tǒng)、預警系統(tǒng)的安裝現(xiàn)狀提出必要的改進措施，為今后預防強降水暴雨氣候做好相應的防范工作。

關鍵詞：短時強降水；暴雨天氣；氣象服務；措施

中圖分類號：S161 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190415062

引言

韶關地處廣東省北部，南嶺山脈南麓，屬亞熱帶濕潤性的季風氣候，暴雨災害影響嚴重，特別是由于短時強降水（時雨量≥20mm）造成的暴雨，往往具有降雨強度強、累計雨量大、影響范圍集中等特點，由于地形的原因，短時強降水引發(fā)的暴雨過程，容易導致山體滑坡、泥石流等地質災害，山洪暴發(fā)以及城市內澇等衍生災害的發(fā)生。因而，針對韶關出現(xiàn)的短時強降水所導致的暴雨過程的服務開展研究，顯得很有必要，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會發(fā)展具有重要意義。利用氣候預警系統(tǒng)所監(jiān)測的氣象資料，對氣象站的降水數(shù)據(jù)和衛(wèi)星云圖進行詳細分析，在暴雨環(huán)流的影響下，得出氣流、鋒面、水汽通量等都是造成地方暴雨的關鍵因素。本文就短時強降水的成因展開論述，為實施有效對策贏得足夠的時間。

1 短時強降水暴雨天氣過程的成因

1.1 高空環(huán)流

由于夏季氣溫較高、水蒸發(fā)量過大，使得底層的大量水汽不斷上升到高空，遇冷凝結成云，而由于氣溫隨著高度的上升迅速下降，云層之間的水粒子則以不同的形態(tài)存在，如冰粒、水、霾等，它們彼此之間發(fā)生碰撞、合并形成直徑更大的粒子，然后在重力作用下發(fā)生降落。當云中上升氣流足夠強時，部分液態(tài)水粒子、冰相粒子將再次被帶到高空，形成比前者直徑更大的水粒子，經(jīng)此循環(huán)逐漸形成大片的積雨云，這便是對流，以此短時強降水暴雨天氣的形成過程便是因對流作用而發(fā)生的。短時強降水暴雨天氣產(chǎn)生的積雨云內的上升氣流較為強烈，垂直速度可達20～30m/s，最高可達60m/s，堪比臺風的風速。短時間內，在強烈的上升氣流中，云中水粒會逐漸增加，直至急劇降落到地面，形成短時強降水。

韶關位于華南地區(qū)，在汛期（4—9月），有利于短時強降水發(fā)生的高空環(huán)流一般有以下幾種：北方冷空氣減弱南下，與西南暖濕氣流交匯，配合高空槽東移，層結不穩(wěn)定能量被鋒面所觸發(fā)，鋒面降水，這種情況往往出現(xiàn)在華南前汛期（4-6月），這種降水以對流性降水為主；西南季風爆發(fā)造成的降水，夏季風北推至粵北地區(qū)，不穩(wěn)定能量和水汽不斷往粵北輸送，往往造成持續(xù)性的短時強降水，日累計降水達到大暴雨（日雨量≥100mm），局地甚至達到特大暴雨的量級（日雨量≥250mm），一般出現(xiàn)在5-8月；臺風登陸減弱后的低壓環(huán)流與西南暖濕氣流相配合造成的降水。上述3種情況，雖然來自于不同的天氣系統(tǒng)，但究其本質，依然是對流作用所造成的劇烈降水。

故此，對高空槽、低空切變線、西南季風、熱帶系統(tǒng)等主要系統(tǒng)，有助于提前預報短時強降水的發(fā)生。

1.2 地面形勢

除了空氣強對流產(chǎn)生短時強降水暴雨天氣之外，地面形勢也是不可或缺的一個因素。對于韶關本地而言，降水出現(xiàn)前期往往會有西南低壓的發(fā)展，致使本地高濕、高能，水汽充沛，層結不穩(wěn)定，但有時也會是逆溫層（穩(wěn)定形勢，有利于貯存不穩(wěn)定能量）；北方冷空氣不如冬季那樣強盛，隨著冷空氣勢力減弱，鋒面將緩慢南壓，與之前盤踞在本地上空的暖濕空氣交匯，由于鋒面抬升作用，觸發(fā)層結不穩(wěn)定能量，若此刻存在逆溫層，則是破壞逆溫結構，把貯存的能量釋放出來，從而引發(fā)劇烈的對流。從風場的分布可以看出本地一般會有925hPa、850hPa的低空切變線，或者輻合線，隨著山地地形的抬升作用，上移與強對流發(fā)生作用，從而形成暴雨。這是鋒面暴雨的情況。

除了鋒面暴雨，在沒有鋒面的情況下，若地面出現(xiàn)有利的低壓系統(tǒng)，如西南低壓東移、季風低壓北上、臺風減弱后的低壓西進，也會出現(xiàn)暴雨，如果對流發(fā)展旺盛，依然會出現(xiàn)短時強降水。地面低壓的加深靠近，會把偏南暖濕氣流引導到粵北地區(qū)，若產(chǎn)生風速的脈動，則會產(chǎn)生風速的輻合，在高低空急流的觸發(fā)下，不穩(wěn)定能量得到釋放，進而產(chǎn)生強烈對流，出現(xiàn)短時強降水暴雨。

因此，分析鋒面、地面低壓是預報短時強降水的重要指標。

1.3 物理量診斷

短時強降水暴雨天氣過程受水汽條件的影響較大，特別是大氣濕層的厚度、輸送通道等，決定了最終的降水量和強度。從衛(wèi)星云圖中的水汽通量散度剖面圖可以得知，從低層到一定區(qū)域內都屬于水汽輻合，開始階段的水汽通量發(fā)生在此區(qū)域，而后隨著時間的推移，輻合高度得到不斷增加，與初始降水時間相吻合。水汽診斷物理量中的強度和時間是暴雨天氣的首要因素。首先是持續(xù)時間，本文的研究重點為短時強降水，在強降水過程中，輻合線、切變線較為穩(wěn)定地持續(xù)了極短時間，高原短波槽和切變線變化地較為頻繁。

水汽的診斷還可依靠K指數(shù)：

Κ=（Τ850-Τ500）+Τd850-（Τ700-Τd700）

（T：溫度，Td：露點溫度，850，700，500分別為850hPa、700hPa、500hPa等壓面）

K指數(shù)計算式中第一項表示溫度直減率，第二項表示低層水汽條件，第三項表示中層飽和程度。因此，K指數(shù)既可反映大氣層結的情況，也可以反映水汽情況。對于韶關本地而言，當K>36℃時，則表示水汽充足，層結不穩(wěn)定，滿足產(chǎn)生對流性降水的水汽條件和層結不穩(wěn)定條件。

通過水汽診斷和層結不穩(wěn)定度的分析，將對暴雨有更進一步的精準預測。

2 短時強降水暴雨天氣氣象服務

統(tǒng)計我國主要地區(qū)發(fā)生的短時強降水暴雨天氣，降水強度大于20mm/h的短時降水次數(shù)空間分布為由南向北逐漸遞減，也就是說，東部地區(qū)大多數(shù)暴雨天氣均包含短時強降水過程，這些區(qū)域要著重加強對氣象服務體系的強化，完善氣象監(jiān)測系統(tǒng)功能，為社會生產(chǎn)提供更為全面的氣象報道服務。夏季是短時強降水暴雨天氣的高峰期，特別是盆地地區(qū)，韶關本地四面環(huán)山，從地形上也屬于一個小盆地，如不及時做好預防措施，極易出現(xiàn)交通中斷、人員被困、農(nóng)田被淹、房屋積水等險情，自然災害的隱患較多，如2006年熱帶風暴“碧利斯”造成的特大暴雨洪澇災害、2013年“5.16”暴雨、2013年臺風“尤特”造成的“8.15”暴雨，2017年7月致澇暴雨等過程，均給本地帶來較大的人員傷亡以及嚴重的經(jīng)濟損失，因此應加強對自然災害的風險評估體系和突發(fā)險情的應對機制。

2.1 預報在先

應對短時強降水暴雨天氣，要及時做好輿情疏導工作，預報在先，及早調用預案，預警信息一定要發(fā)布及時、公開透明。在暴雨到來之前都要做好災害預警工作。多途徑發(fā)布預警信息應當成為地方氣象服務的常態(tài)，要發(fā)揮氣象預報的參謀助手作用，各級部門加強預警工作不動搖。

2.2 豐富傳播途徑

在應對暴雨洪災中，要高度認識救災現(xiàn)場的社會關注度，應避免引發(fā)消極的輿論效應。豐富預警信息傳播途徑，用好微博、微信、微視頻等媒體渠道，提高信息的傳達率。加強政務新媒體聯(lián)動機制建設，盡早發(fā)布權威信息、加強信息驗證、服務群眾、搶險救災力度，充分利用新媒體做好部門之間、網(wǎng)民之間的互動交流，完善互聯(lián)網(wǎng)+社會救援模式，從源頭制止謠言的傳播。

2.3 創(chuàng)新技術手段

借助無人機、智能傳感器等新技術，在防災救災的第一線組成‘幕后奇兵，大力發(fā)展智慧氣象、海綿城市，通過各個監(jiān)測點的傳感器和智能設備組成物聯(lián)網(wǎng)，進行實時監(jiān)測和預警。氣象部門與水利、國土、旅游、公安、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、供電等部門資源共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)“一張圖”展示，為黨政領導及災害應急指揮部提供決策指揮手段與平臺，為市民提供方便，規(guī)避風險。密切預報各類次生災害信息，對地質災害多發(fā)、漏電事故多發(fā)、交通易擁堵的區(qū)域，應將事件處置和輿論引導機械能兩手抓，減少人員傷亡事件，必要時做好檢修、排查和預防工作，提高群眾的安全感。注重暴雨災害中的物質供應問題，及時發(fā)布穩(wěn)定物價的權威信息，設立信息溝通舉報處理平臺，加速反映處置，提高市場監(jiān)管輿情的能力。

3 結論

通過了解短時強降水暴雨的成因，對引發(fā)暴雨的天氣系統(tǒng)及其環(huán)流、地面鋒面及低壓發(fā)展，以及水汽診斷和層結不穩(wěn)定度的多個方面的綜合分析，是在暴雨過程來之前提早精準預報的重要途徑及重要指標。

提前預防、準時預報、及時處理、保障信息暢通是減少災害損失的有效途徑。對于暴雨頻發(fā)地區(qū)，需要加強地質災害、城市內澇、山洪等氣象災害次生及衍生災害的防范，關注天氣變化，定時向市民通過微信、微博、電視等渠道提供降水實況及最新預測，提高暴雨過程公共服務的快捷性、便民性。

通過多部門的資源共享，為黨政領導及災害應急指揮部提供有力的決策指揮依據(jù)，最大限度減少人員傷亡及經(jīng)濟損失。

參考文獻

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