暴雨引發原因及其特性

蘇軍陽

( 雙鴨山市水務局，黑龍江 雙鴨山155100)

在水利水電工程設計中，水文計算是水工設計及其工程管理的重要的依據，其興利與防洪調節計算必然涉及暴雨資料分析并確定不同頻率的暴雨洪水，本文綜述暴雨的分極，形成的共性原因與暴雨特性。

1 氣象的分級

氣象權威部門定義是24 h ＞50 mm的降雨稱之為暴雨。100—200 mm范圍稱為大暴雨; ＞200 mm 者稱為特大暴雨［1］。這當中可能發生1個站至幾個站的暴雨過程。

2 暴雨的成因

2.1 一般降水的形成過程

降水是大氣中的水的相變( 水氣凝成雨雪等) 過程。從其機制來分析，其一地區降水的形成，大致有3個過程( 見圖1) 。

首先是水氣由源地水平輸送到降水地區，這就是水汽條件。

其次是水汽在降水地區輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結成云，這就是垂直運動的條件。

最后是云滴增長變為寸滴而下降，這就是去滴增長的條件。

這3個降水條件中，前兩個是屬于降水的宏觀過程，主要決定于天氣學條件。第三個條件是屬于降水的微觀過程，主要決定于云物理條件。

圖1 降水的一般過程

2.2 暴雨形成條件

2.2.1 氣象專家評述

據氣象學原理介紹，形成暴雨的條件主要有3個; 一是有充分的水氣供應，暴雨是在在大氣飽和比濕達到相當大的數值以上才形成的。二是降水時有強烈的上升運動。三是降水有較長的持續時間［2］。上述原理屬于氣象學科范籌，氣象專家對此做了透徹的解析。筆者尚無水平加以擴展。現僅以引用資料說明暴雨形成的原因如下:

2.2.2 水利專家轉述

一般地說，暴雨的形成包含了一系列宏觀條件和微觀條件，宏觀條件主要指: ①充沛的水汽不斷地向暴雨區輸送并在那里輻合。中國暴雨的水汽主要來源于西太平洋、南海和孟加拉灣，水汽輸送的機制往往是和大尺度環流、低空急流、低值渦漩系統相聯系的。②強烈而持久的上升運動把低層水氣迅速抬升到高空。中小尺度天氣系統和地形引起的上升運動，它們的上升迅速可以達到1 m/s的量級。在積雨云中，上升速度可達40 m/s，接近急流中的平均風速。③對流不穩定能量的釋放與再生。低層暖濕所流侵入暴雨系統和地形抬升作用，有利于對流不穩定能量的釋放和再生，持續地引起強對流運動。微觀條件主要反映:中旬的凝結核，持續的云滴去結和碰并增長條件［2］。

2.2.3 共性結論

暴雨是由各種尺度天氣系統相互作用的結果。行星尺度系統和天氣尺度系統，為中尺度系統的發生和發展提供了大尺度環流的北京和環境條件，在中尺度擾動中產生暴雨云團，暴雨云團又由許多降水單體組成。暴雨出現后放出潛熱，又對大尺度系統發生反饋作用。這種復雜的相互作用，決定了暴雨的發生和維持。

3 暴雨特征

總體而言，暴雨特性包括一場暴雨的雨情特性，天氣特性和統計特性。雨情特性主要指雨量、降雨強度、持續時間、籠罩面積和暴雨中心位置等。暴雨強度隨持續時間的增長和籠罩面積增大而減小。繪制一場暴雨不同歷時( 一般為1 h、3 h、6 h、24 h、3 d等) 雨量等值線圖，量算出不同歷時和籠罩面積的雨量，可以得出雨量、歷時、面積的綜合關系，稱暴雨時面深關系。各場暴雨的時面深關系不同，它綜合反映了形成該場暴雨的天氣條件，包括該場暴雨是在怎樣的環流背景下由哪些系統相互作用而形成的，它的水汽輸送情況和主要物理量的大小和分布，中小尺度系統活動情況和地形的作用等。統計特性主要指年最大各種歷時點雨量或面雨量的均值、變差系數、各種頻率的雨量，實測或調查的雨量極值等，通常用各種頻率的雨量，實測或調查的雨量極值等，通常用各種統計參數等值線圖表示。形成一個地區暴雨的各種天氣系統出現頻次、主要暴雨的平均走向也常列為暴雨的統計特性［2］。

形成特大洪水的暴雨，通常具有以下特性: ①多個暴雨系統的疊加和受到阻滯而停滯少動，或沿流域緩慢向下移動;②特別有利的地形條件;③籠罩面積大，歷時長、長度大，例如1998年長江流域和松花江、嫩江流域發生的特大洪水，所降暴雨均具有以上特性。

［1］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，唐東昇. 天氣學原理和方法［M］. 北京:氣象出版社，2007.

［2］崔宗培，徐乾清，吳以鰲，等. 中國水利百科全書［M］. 北京:水利電力出版社，1990.