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短时强降水暴雨天气过程气象服务分析

作者:未知

  摘 要:全球气候变化的形势越来越复杂,一次短时强降水暴雨天气的研究对控制地方自然灾害对农业生产、社会发展的影响具有重要意义。众所周知,在诸多气候灾害中,强降水暴雨所带来的经济损失是无法估量的。针对现阶段暴雨检测系统、预警系统的安装现状提出必要的改进措施,为今后预防强降水暴雨气候做好相应的防范工作。
  关键词:短时强降水;暴雨天气;气象服务;措施
  中图分类号:S161 文献标识码:A
  DOI:10.19754/j.nyyjs.20190415062
  引言
  韶关地处广东省北部,南岭山脉南麓,属亚热带湿润性的季风气候,暴雨灾害影响严重,特别是由于短时强降水(时雨量≥20mm)造成的暴雨,往往具有降雨强度强、累计雨量大、影响范围集中等特点,由于地形的原因,短时强降水引发的暴雨过程,容易导致山体滑坡、泥石流等地质灾害,山洪暴发以及城市内涝等衍生灾害的发生。因而,针对韶关出现的短时强降水所导致的暴雨过程的服务开展研究,显得很有必要,对农业生产、社会发展具有重要意义。利用气候预警系统所监测的气象资料,对气象站的降水数据和卫星云图进行详细分析,在暴雨环流的影响下,得出气流、锋面、水汽通量等都是造成地方暴雨的关键因素。本文就短时强降水的成因展开论述,为实施有效对策赢得足够的时间。
  1 短时强降水暴雨天气过程的成因
  1.1 高空环流
  由于夏季气温较高、水蒸发量过大,使得底层的大量水汽不断上升到高空,遇冷凝结成云,而由于气温随着高度的上升迅速下降,云层之间的水粒子则以不同的形态存在,如冰粒、水、霾等,它们彼此之间发生碰撞、合并形成直径更大的粒子,然后在重力作用下发生降落。当云中上升气流足够强时,部分液态水粒子、冰相粒子将再次被带到高空,形成比前者直径更大的水粒子,经此循环逐渐形成大片的积雨云,这便是对流,以此短时强降水暴雨天气的形成过程便是因对流作用而发生的。短时强降水暴雨天气产生的积雨云内的上升气流较为强烈,垂直速度可达20~30m/s,最高可达60m/s,堪比台风的风速。短时间内,在强烈的上升气流中,云中水粒会逐渐增加,直至急剧降落到地面,形成短时强降水。
  韶关位于华南地区,在汛期(4—9月),有利于短时强降水发生的高空环流一般有以下几种:北方冷空气减弱南下,与西南暖湿气流交汇,配合高空槽东移,层结不稳定能量被锋面所触发,锋面降水,这种情况往往出现在华南前汛期(4-6月),这种降水以对流性降水为主;西南季风爆发造成的降水,夏季风北推至粤北地区,不稳定能量和水汽不断往粤北输送,往往造成持续性的短时强降水,日累计降水达到大暴雨(日雨量≥100mm),局地甚至达到特大暴雨的量级(日雨量≥250mm),一般出现在5-8月;台风登陆减弱后的低压环流与西南暖湿气流相配合造成的降水。上述3种情况,虽然来自于不同的天气系统,但究其本质,依然是对流作用所造成的剧烈降水。
  故此,对高空槽、低空切变线、西南季风、热带系统等主要系统,有助于提前预报短时强降水的发生。
  1.2 地面形势
  除了空气强对流产生短时强降水暴雨天气之外,地面形势也是不可或缺的一个因素。对于韶关本地而言,降水出现前期往往会有西南低压的发展,致使本地高湿、高能,水汽充沛,层结不稳定,但有时也会是逆温层(稳定形势,有利于贮存不稳定能量);北方冷空气不如冬季那样强盛,随着冷空气势力减弱,锋面将缓慢南压,与之前盘踞在本地上空的暖湿空气交汇,由于锋面抬升作用,触发层结不稳定能量,若此刻存在逆温层,则是破坏逆温结构,把贮存的能量释放出来,从而引发剧烈的对流。从风场的分布可以看出本地一般会有925hPa、850hPa的低空切变线,或者辐合线,随着山地地形的抬升作用,上移与强对流发生作用,从而形成暴雨。这是锋面暴雨的情况。
  除了锋面暴雨,在没有锋面的情况下,若地面出现有利的低压系统,如西南低压东移、季风低压北上、台风减弱后的低压西进,也会出现暴雨,如果对流发展旺盛,依然会出现短时强降水。地面低压的加深靠近,会把偏南暖湿气流引导到粤北地区,若产生风速的脉动,则会产生风速的辐合,在高低空急流的触发下,不稳定能量得到释放,进而产生强烈对流,出现短时强降水暴雨。
  因此,分析锋面、地面低压是预报短时强降水的重要指标。
  1.3 物理量诊断
  短时强降水暴雨天气过程受水汽条件的影响较大,特别是大气湿层的厚度、输送通道等,决定了最终的降水量和强度。从卫星云图中的水汽通量散度剖面图可以得知,从低层到一定区域内都属于水汽辐合,开始阶段的水汽通量发生在此区域,而后隨着时间的推移,辐合高度得到不断增加,与初始降水时间相吻合。水汽诊断物理量中的强度和时间是暴雨天气的首要因素。首先是持续时间,本文的研究重点为短时强降水,在强降水过程中,辐合线、切变线较为稳定地持续了极短时间,高原短波槽和切变线变化地较为频繁。
  水汽的诊断还可依靠K指数:
  Κ=(Τ850-Τ500)+Τd850-(Τ700-Τd700)
  (T:温度,Td:露点温度,850,700,500分别为850hPa、700hPa、500hPa等压面)
  K指数计算式中第一项表示温度直减率,第二项表示低层水汽条件,第三项表示中层饱和程度。因此,K指数既可反映大气层结的情况,也可以反映水汽情况。对于韶关本地而言,当K>36℃时,则表示水汽充足,层结不稳定,满足产生对流性降水的水汽条件和层结不稳定条件。
  通过水汽诊断和层结不稳定度的分析,将对暴雨有更进一步的精准预测。
  2 短时强降水暴雨天气气象服务
  统计我国主要地区发生的短时强降水暴雨天气,降水强度大于20mm/h的短时降水次数空间分布为由南向北逐渐递减,也就是说,东部地区大多数暴雨天气均包含短时强降水过程,这些区域要着重加强对气象服务体系的强化,完善气象监测系统功能,为社会生产提供更为全面的气象报道服务。夏季是短时强降水暴雨天气的高峰期,特别是盆地地区,韶关本地四面环山,从地形上也属于一个小盆地,如不及时做好预防措施,极易出现交通中断、人员被困、农田被淹、房屋积水等险情,自然灾害的隐患较多,如2006年热带风暴“碧利斯”造成的特大暴雨洪涝灾害、2013年“5.16”暴雨、2013年台风“尤特”造成的“8.15”暴雨,2017年7月致涝暴雨等过程,均给本地带来较大的人员伤亡以及严重的经济损失,因此应加强对自然灾害的风险评估体系和突发险情的应对机制。   2.1 预报在先
  应对短时强降水暴雨天气,要及时做好舆情疏导工作,预报在先,及早调用预案,预警信息一定要发布及时、公开透明。在暴雨到来之前都要做好灾害预警工作。多途径发布预警信息应当成为地方气象服务的常态,要发挥气象预报的参谋助手作用,各级部门加强预警工作不动摇。
  2.2 丰富传播途径
  在应对暴雨洪灾中,要高度认识救灾现场的社会关注度,应避免引发消极的舆论效应。丰富预警信息传播途径,用好微博、微信、微视频等媒体渠道,提高信息的传达率。加强政务新媒体联动机制建设,尽早发布权威信息、加强信息验证、服务群众、抢险救灾力度,充分利用新媒体做好部门之间、网民之间的互动交流,完善互联网+社会救援模式,从源头制止谣言的传播。
  2.3 创新技术手段
  借助无人机、智能传感器等新技术,在防灾救灾的第一线组成‘幕后奇兵’,大力发展智慧气象、海绵城市,通过各个监测点的传感器和智能设备组成物联网,进行实时监测和预警。气象部门与水利、国土、旅游、公安、农业、环保、供电等部门资源共享,实现数据“一张图”展示,为党政领导及灾害应急指挥部提供决策指挥手段与平台,为市民提供方便,规避风险。密切预报各类次生灾害信息,对地质灾害多发、漏电事故多发、交通易拥堵的区域,应将事件处置和舆论引导机械能两手抓,减少人员伤亡事件,必要时做好检修、排查和预防工作,提高群众的安全感。注重暴雨灾害中的物质供应问题,及时发布稳定物价的权威信息,设立信息沟通举报处理平台,加速反映处置,提高市场监管舆情的能力。
  3 结论
  通过了解短时强降水暴雨的成因,对引发暴雨的天气系统及其环流、地面锋面及低压发展,以及水汽诊断和层结不稳定度的多个方面的综合分析,是在暴雨过程来之前提早精准预报的重要途径及重要指标。
  提前预防、准时预报、及時处理、保障信息畅通是减少灾害损失的有效途径。对于暴雨频发地区,需要加强地质灾害、城市内涝、山洪等气象灾害次生及衍生灾害的防范,关注天气变化,定时向市民通过微信、微博、电视等渠道提供降水实况及最新预测,提高暴雨过程公共服务的快捷性、便民性。
  通过多部门的资源共享,为党政领导及灾害应急指挥部提供有力的决策指挥依据,最大限度减少人员伤亡及经济损失。
  参考文献
  [1] 周志亮.暴雨天气对农业的影响及对策初探[J].农业与技术,2018(10):239.
  [2] 苏军锋,魏邦宪,张锋,彭丽蓉.一次局地短时强降水及暴雨天气过程分析[J].安徽农业科学,2013(06):2577-2579.
论文来源:《农业与技术》 2019年7期
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