关于短时强降雨的分析与思考

李治君

中国人民解放军32282部队 山东 济南 250000

因为我国地处北半球,属于温带气候地区,且常年受到亚热带潮湿的季风气候影响,所以导致每年夏天和秋天之际,我国绝大部分地区都会迎来强降雨或者短时强降雨的特殊天气。短时强降雨的特点在于：雨量巨大、时间较短、降雨面积较小、容易引发山体滑坡和泥石流等自然灾害、容易触发山洪和城市内涝等问题。因此,针对短时强降雨带来的这些问题,笔者在此做出深入的研究,结合气候预警系统和气象资料的分析论证短时强降雨的各项数据。并且会结合暴雨环流对天气的干预,统计出气流、水汽通量和锋面等关键因素在其中的作用。

一、短时强降雨的主要形成原因

(一)高空环流。因为我国夏季气温普遍偏高,且水量蒸发比较大,所以长期在该环境中会让地表层的大量水汽向上腾升,逐渐到达高空。当水汽在高空遇到冷气流之后,便会凝结成云朵,同时会伴随着温度的不断升高而不断下降。如果在此过程中,凝结的云层越来越厚,且温度越来越高,则云层下降的速度也就会越来越快,此时,云层内的水汽会以不同的方式存在,比如水滴的方式、结晶的方式、冰粒的方式或者是雾气的方式等。在云层不断下降的过程中,它们会在重力的影响下相互碰撞,从而合并成体积更大的水滴或者冰粒,直到云层下降到一定高度,或者是云层难以支撑它们的重量之后,便会以雨的形式快速降落下来。如果云层的上升气流足够强大,则可带动云层继续上升,其中一部分水滴和冰粒会被再次带到高空,而且会形成比第一次凝聚之后更大的水滴或者冰粒。在这样的模式中,经过多次的循环便会在空中形成大量的积雨云,此时便形成了高空对流。所以,我们常说的短时强降雨就是在这样的环境下所产生的。引发短时强降雨的积雨云具有极强的上升气流,其速度可以达到每秒钟三十米的上升速度,最高可达每秒六十米。如果用气象情况解释,该速度与台风的速度较为接近。因此,在极短的时间里水汽升到了极高的位置,就是形成短时强降雨的主要原因。

(二)地面形势。除了高空环流会产生短时强降雨之外,地面形势的不同也是造成短时强降雨的一个重要因素。在我国绝大多数的地区,在出现短时强降雨的时候,普遍会发生该地区西南低压的情况。在这样的环境中,就会导致当地的空气湿度加重,并且会让空气中的水汽变得高能,在水汽充沛的基础上,层结就会被破坏,甚至会导致逆温层无法有效储藏能量。另外,我国北方夏季的冷空气远远不及冬季的冷空气强劲,所以,随着夏季冷空气势力的衰减,冷空气的锋面也会被逐渐南压,这与之前环绕在该地区上空的潮湿气流发生交汇之后,其锋面就会呈一种抬升的态势发展,并且会在很短的时间内触发到层结的不稳定能量。如果这时候在逆温层中,就会破坏逆温层的结构,而且会把储藏的能量发散出来,遂产生出一股巨大的对流。对风场进行判断,可以发现短时强降雨地区正常情况会出现925hPa和850hPa的辐合线或者低空切变线,在因地形而上升之后,便会与空中的强对流回合,从而形成巨大的暴风雨。

(三)物理量诊断。出现短时强降雨特殊天气的主要原因是因为水汽条件被大气的湿度和厚度影响而产生的。由此可见,大气是决定降水量强度和时间的关键要素。我们通过卫星气象地图可以发现,一直从底层上升到一定区域以内,这个范围都属于水汽辐合状态,当初始时期的水汽通量在该区域出现之后,就会因为时间的延长发生变化,此时辐合高度便会快速增加,直到和初时降水时间点互相对接。因此,水汽诊断物理量当中的时间因素和强度关系才是短时强降雨天气形成的第一要素。首先是时间的的因素,在短时强降雨的过程中,切变线和辐合线都比较稳定,但是只持续了很短的时间,其中变化较为频繁的是切变线以及高原短波槽。

在此,我们可以诊断为：

K＝(T850—T500)＋Td850—(T700—Td700)

其中,T 代表温度;T d代表露点温度;500、700、850三个数值分别代表500hPa、700hPa和850hPa三个压面。

在K 指数的计算中,第一个代表温度直减率,第二个代表低层水汽的条件,第三个代表中层饱和的状态。所以,K 指数可准确反映出大气层结的现实情况,同时也可以有效反映出空中水汽的具体情况。

二、短时强降雨的气象服务

(一)提前预报。在应对短时强降雨天气时,需要相关人员做好舆情疏导和防护准备工作,并且要坚决落实好提前预报的工作,通过预报尽早的启动各种预案措施。同时,在提前预报的时候务必要做到公开透明,不可隐瞒,提醒相关部门做好灾情防范工作。例如：气象水文部门要及时向政府通报预警信息,利用多条途径扩散预警信息,做好灾前准备工作,并且要和当地水利部门、气象部门及时了解情况。发挥出各职能部门的参谋助手作用,体现出各职能部门在灾情预警方面的高效性与可靠性。

(二)联合保障。在面对短时强降雨特殊天气时,需要当地多个部门联合保障,只有这样才能有效控制灾情的蔓延,保护人民的生命财产安全。在此基础上,各部门要随时掌握信息,并与辖区军队气象水文保障单位开展联合保障,及时通报灾情变化情况,适时启动防洪预案,可通过政府让群众得知消息,做好提前准备,组织预警与防护工作。亦可通过消云减雨的手段有效化解短时强降雨的破坏力。另外,在政府部门的牵头下,还可及时将灾情通报给当地的各个安保力量,如果一旦发生意外,可第一时间进行紧急救援工作。通过军地联合、以及各职能部门携手合作的方式,可有效控制特殊天气对局部地区的影响和破坏。另外,在多方合作的基础上,务必要做好管辖区域内的灾情通报工作,切实传达给每一个人。

(三)高科技的应用。为了有效控制类似于短时强降雨特殊天气对各地造成的影响,可通过高科技手段对其进行预防与控制。可以通过布设小型无人气象观测站等传感器的方式对温、压、湿、风、降雨量等进行实时监控与测量,然后将数据快速传输至各部门,让指挥人员做到心中有数,通报有效。另外,当发现有强降雨征候时,可与上游的人工影响天气办公室开展协同作业,实施消云减雨作业。为实现高效和统一的指挥,可利用无人机高空航拍和定位系统绘制当地地形地貌,同时,对强降雨的发生区域进行统计,分析强降雨落区与地形的关系,建立强降雨“大数据”,并与数值预报系统进行快速集成,实现强降雨的智能预报预警。并在此基础上,将公安系统、农业系统、水利系统、电力系统以及军队系统进行全区域联网,借助互联网建立集抢险救灾以及灾情防疫于一体的“一张图”,明确职责与任务,实现一体联动。通过这样的方法,不仅实现了面对灾情高效的指挥和引导,还可有效避免潜在风险的发生,规避类似于漏电、塌方、交通瘫痪以及舆论等方面的问题。

综上所述,我们详细了解到了关于短时强降雨的主要形成原因以及预防措施。并且对引发短时强降雨的天气系统进行了全面的分析与阐述,其中主要包括高空环流的原因、地面锋面的低压原因以及水汽上升的原因等。另外就特殊天气做出了物理诊断,诊断结果也证明了该天气形成的具体原因以及各参数的指标。在此,我们需要注意的是,遇有特殊天气时,务必要做好准备工作,提前预警、提前防范、提前评估,并以此为基础,采取多部门一体联动,方可有效提高抗灾能力,降低人员伤亡和财产损失。