为何南方暴雨下不停
2020-08-03唐驳虎
唐驳虎
6月以来,南方迎来持续强降雨,呈现出影响范围广、持续时间长、极端性强、局地强降水重叠度高等特点。
很多人表示了忧虑,并回想起了1998年。 今年为什么有洪灾?会到1998年的情况吗?
想必大家都想知道答案。
先得知道为什么会下雨
这个问题准确地说,是现在为什么长江流域降雨多?而两广、福建却处于高温高热暴晒的时期?简单地说四个字: 副高偏稳。对于普通人来说,估计是四个字都认识又全都看不明白。
“副高”就是副热带高压的简称,气象学上所称的副热带,就是一般地理上所说的亚热带。
赤道热带的上升气流,旋转到这里,变为下沉气流,因而属于高气压带,所以叫“副热带高压”。
副热带高压气流下沉,晴朗少云,高温少雨,太阳辐射强,在南北纬20°~30°的陆地上,往往都带来大片大片的干旱荒漠。但是,青藏高原打断了副高的延伸,西北太平洋上的副高,大多情况下呈东西扁长形状,就像舌头一样向西延伸到东亚大陆,受太阳辐射影响,冬天,副高强度和范围都会减小,在西北太平洋上蜷缩成一团。随着夏天来临,气温升高,副高逐渐增强,向北移动、向西延伸,在东亚大陆也就是中国东部逐渐扩大地盘,带来晴热的高温酷暑。
那这明明还是干旱高温少雨啊,和降雨又有什么关系?这又要引入另一组概念, 西南气流。
如果不考虑地形影响,中国北纬30°的江南地带应该和世界其他地方一样,受副热带高压控制,但同样是青藏高原改变了这一切。而中国大陆的西南方向延伸过去,正是印度洋,或者南海。西南气流带来了印度洋上蒸发的充沛湿气,所以也叫“西南暖湿气流”。
从直觉上,一般公众都会以为,中国的降雨水汽,主要来自东部海岸线外辽阔的太平洋?错了,受西南季风控制,从高空进入中国上空的水汽,无论哪个季节都以来自印度洋方向,特别是孟加拉湾为主,一小部分来自南海。
当然,新疆等西北地区,受到青藏高原阻隔,水汽来自更遥远的大西洋以及少量的北冰洋……带来了草丰水美的伊犁河谷。
这是一个非常反直觉的结论,甚至气象学家也是在近几十年借助气象卫星和高空气球,才完全认识到这一点的。所以有些地理书上还真的写着“中国的水汽主要来自太平洋”。
其实在西风带的控制下,能自东向西携带太平洋水汽突入中国的,就只有夏季的台风了。
另外,高耸的青藏高原在西风带,乃至整个大气热力及动力系统中,更是扮演了一个非常重要的角色。它斩断了西太副高的向西延伸,无法与非洲—中东副高连成一片,从而使得西南气流能从印度洋、孟加拉湾方向开始输送水汽。正是青藏高原的存在,中国江南一带才降水丰富,成为鱼米之乡;印度的恒河平原才养活了那么多的人口。
那么副高、西南气流和降雨又有什么样的相互关系呢?
被副高挤压,西南暖湿气流沿着舌头状的副高西北侧,自西南向东北延伸,从云南直抵江苏,乃至延伸到日韩,恰好与长江的走向大致吻合。在这里,又遇到了第三个因素——北方南下的冷空气,于是冷暖相汇,形成了降雨带。所以中国的雨带也多呈西南—东北的倾斜走向,只要稍加留心就能发现。这也是影响中国最重要的大尺度天气系统。
副高南北位置决定中国雨季
正是因为副高的北边就是西南暖湿气流的降雨带,所以中国雨季周而复始的循环,都可以看到副高的影响。副高每年从冬季到夏季,随着太阳直射点从南向北移动。
5月中旬到6月中旬,副高脊线一般位于北纬20°以南也就是南海之上,西南暖湿气流给北边的华南地区带来前汛期,也就是“龙舟水”。6月中旬至7月上旬,副高开始北上,进入22°~25°,控制了北回归线附近的两广、福建,此时华南转入晴热干旱的盛夏。而华南北边的长江中下游、江淮至日本西部和韩国南部将进入一段持续多雨的季节,也就是梅雨季。
7月中旬至8月下旬,副高开始增强,再一次发力北跳,来到了一年旅程的最北端,脊线维持在30°。这时副高控制的长江流域结束了梅雨季,进入了火炉般的高温酷热期。而副高北抬,作为低气压的台风也得以侵袭副高南侧的两广一代,带来后汛期降水,间断地赶走高温。
在副高北边,冷空气和西南气流交战的雨带也随之北移,华北北部、东北地区集中而短促的汛期也终于来临。比如2012年7月21日的北京特大暴雨。8月中下旬后,从夏到冬,副高强度减弱,又有规律地自北往南撤退,雨带也随之变化。
总之,西太平洋副高的强弱及位置,与我国中东部地区的天气气候以及旱涝等关系极其密切,决定了我国中东部地区的雨带分布。它向北挪一步,它北边的区域便风雨交加。而如果较长时间稳定不动,它北边的区域就会进入长时间的降雨期,乃至连涝成灾。比如20世纪长江流域著名的三次大洪水——1931、1954和1998年洪水,都是因为副高持续维持在两广、福建一带。
更北边的长江流域,西南气流就会源源不断地带来印度洋方向的水汽。与北方南下的冷空气相汇,带来持续的强降雨。使得长江、淮河流域的降雨从4月底一直下到8月中,“大小河川尽告涨溢”。
影响副高的厄尔尼诺
那么,是什么原因导致西太副高的强弱变化?青藏高原积雪、西伯利亚冷空气等因素不可忽视,但最重要的因素还是热带对流强弱。这也就是时常听说但是不解其意的“厄尔尼诺”“拉尼娜”现象,也就是热带太平洋的海温变化。海洋以其庞大的热容,海水温度的微小变化都会使大气温度发生很大变化。
厄尔尼诺是西班牙语“圣婴”的意思,特指发生在赤道太平洋东部和中部的海水大范围持续异常偏暖现象。拉尼娜“小女孩”则是偏冷。至于厄尔尼诺是怎么出现的?这有大气环流也就是信风的驱动,还有海洋、海水自身的调节。不少人还指向了太阳黑子周期活动。但人類对海洋的认识还很粗浅,因此现在对厄尔尼诺发生的原因及影响,也只能说个大概,很多具体细节问题还在研究,没有完全搞清楚。
一般来说,厄尔尼诺年东南太平洋海温偏高,那么西北太平洋海温则较常年偏低, 对流活动减弱,导致副热带高压北上力度不强。总体来看,厄尔尼诺一般会导致台风偏少、偏南、偏强(如2019年的几个强台风),还会导致副高偏南、偏西、偏稳,西南水汽持续在长江流域带来强降水。因此在几个较强的厄尔尼诺事件后期,如1998、2010、2016年,都带来了长江流域洪水。
当然,这也需要结合其他大气环流影响,非常微妙和复杂;不能简单地说,厄尔尼诺年一定会发洪水。但一般是如果冬季雨特别多,当年夏季就要高度警惕。
2018—2020年厄尔尼诺事件的影响
从2018年10月份开始, 厄尔尼诺事件形成,结合青藏高原积雪影响,西南暖湿气流源源不断地输送充沛水汽。结果当年12月一直到次年2月底,整整90天,整个南方处于超长雨云的持续覆盖之下。四川、贵州、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏、上海大部分地区等地,连续阴雨,间或一两天阴天,几十天不见太阳。这样的气候,令人发指,更是令人发疯。想必这些地区的民众对此还有深刻印象。
当时的夏季防汛形势也非常紧张。结果一过4月,厄尔尼诺事件就急转直下,海温很快回到中性状态。最后2019年洪水威胁并不大。但2019年10月以后,一次较弱的厄尔尼诺事件再度形成。但与此同时,热带印度洋也出现了一次破纪录强度的海温偏高。这次事件给印度洋周边地区带来了严重影响,包括东岸澳大利亚持续的高温干旱和严重森林大火。东非地区与阿拉伯半岛持续异常降雨,与沙漠蝗虫的暴发。
这次厄尔尼诺事件一直持续到今年5月,也就带来了目前所见的天气状况。6月1日—7月12日,长江流域的平均降水量为403毫米,较常年同期偏多49%,也超过了2016年的395毫米和1998年的358毫米。其中,长江中下游干流流域面雨量大于500毫米,汉口至九江段超过800毫米,超过1998年同期。中央气象台连续40天发布暴雨预警,成为历史首次。
综合考虑范围、持续时间和雨量,从6月27日到7月10日的南方区域性暴雨天气过程综合强度为1961年来第五强(1998年第一)。
另外,不仅强降雨过程多,近期雨情持续的时间也久,长江中下游地区在6月9日就已经进入梅雨季,比往年偏早了7天。而本应在7月上旬就结束的梅雨季,现在也至少延迟了7天,乃至10天(一旬)。
因为副高前期进入早,后期又大体稳定不动。这也导致华南地区除局部山洪之外,连日高温高热。福建广东一带的旱情正在发展加重。因为暴雨高温相伴而生,在长江雨带南北两侧,分别是副热带高压和大陆高压控制下的晴热区。长江在抗洪,华南要抗旱。北方则是高压控制下,以晴热天气为主,间隔有对流天气引发的降雨。
创纪录的江西暴雨
副高决定的是大范围尺度的天气系统,但具体局地强降雨,还要受到许多中小尺度天气结构比如涡旋对流的影响。
西太平洋副高的强弱及位置,与我国中东部地区的天气气候以及旱涝等关系极其密切,决定了我国中东部地区的雨带分布。它向北挪一步,它北边的区域便风雨交加。而如果较长时间稳定不动,它北边的区域就会进入长时间的降雨期,乃至连涝成灾。
7月7日至10日,以江西北部为中心,东西延伸湖南北部、安徽南部(徽州), 连降特大暴雨。最先引起新闻关注的,是7日安徽黟县的262.9毫米特大暴雨,达到50年一遇标准,也是当地观测史第二强降雨。不远的歙县也降下暴雨,直接导致高考第一天科目推迟。但下得更厉害的还是江西,从8日到10日,赣北70个县区都下了250毫米以上的雨量,其中鄱阳县的肖家岭,24小时下了603毫米。
以县城气象站计算,峡江县7月9日8时至10日8時,24小时下了307.7毫米,是当地常年7月降水量121.5毫米的2.5倍以上。也就是一天下了两个半月的雨。吉安县同期更是下了375.1毫米,是当地常年7月降水量的3倍以上, 也就是一天下了3个月的雨!赣北连续3天的大暴雨,成为江西历史罕见的强降雨过程。这些降水都沿着赣江五河(赣江、抚河、信江、饶河、修水)汇入鄱阳湖。12日,星子水文站水位突破1998年的历史记录,比多年均值高出4.9米。
鄱阳湖是长江流域的一个过水性、吞吐型、季节性的通江湖泊,故而其大小“飘忽不定”。具体来说,在汛期水位高过20米时,面积可达4125平方公里;在枯水期水位在12米时,其面积仅为500平方公里。事实上,鄱阳湖的面积于7月8日已经达到4942.6平方公里,超过了中国第一大湖青海湖的面积。鄱阳湖流域受灾人口已超过550万人。
鄱阳湖流域面临前所未有的防汛压力。7月12日,江西对鄱阳湖区185座单退圩堤,全部主动开闸蓄洪。(1998年9月,江西省启动实施平垸行洪、退田还湖,包括退人退田、彻底还湖的“双退”和退人留田、保有农业、预备蓄洪的“单退”)这样进洪量约25亿立方米,可降低鄱阳湖水位25~30厘米。加上这几天江西降雨结束,天气放晴,抗洪形势有所缓和。
未来雨洪形势怎么走?
根据预报,7月14日至16日,长江流域将有新一轮大范围强降雨。川渝东部、江汉、江淮、江南北部等地的部分地区有大到暴雨,局地有大暴雨。部分地区累计降雨量有100~180毫米,局地可达200~300毫米。
对比地图,可以看出这一轮的降雨带有所北移,从长江南岸移到了长江北岸。也就是影响汉江、江淮等水系。降雨还要持续到20日,近期抗洪压力很大。
那么,更远期的雨洪形势怎么走?
目前各方面的数值预报都指出, 7月下旬,副高将终于北抬。雨带继续向华北南部北移。倘若后期副高迟迟不北抬,后期雨带继续在长江中下游滞留,抗洪形势就会变得很糟糕。1931、1954、1998年都是这样的情况。因为这里有一个最根本的因素——2020年的厄尔尼诺已经在5月迅速结束了,现在赤道中东太平洋已急剧冷却,转入中性偏冷状态。
虽然这次厄尔尼诺比2019年的4月结束晚了一个月,在6月底7月初,还是给东亚的降雨形势带来了麻烦,并且将副高北抬的时间从7月中旬延迟到了7月下旬。但厄尔尼诺本身的确已经结束了。
相比1998年的6月才结束,还是很幸运地早了一个月。也正因为1998年的厄尔尼诺持续到6月才结束,导致西太副高在华南持续稳定了一个多月,同时西伯利亚高压稳定,冷空气频繁南下,进而使得长江上中游地区一直处于西南气流与冷空气交汇处,暴雨天气频繁出现。长江上中游洪峰迭起,中下游江湖水位不断攀升。长江干流接连出现8次洪峰,从7月2日一直持续到9月2日,整整两个月。其中8月17日,湖北沙市荆江河段第六次洪峰水位45.22米,超过1954年的历史最高水位0.55米,超过荆江分洪上限水位0.22米。决策层最终冒险决定,不启用荆江分洪区,咬牙扛过去,减少淹没损失。所幸最后洪峰安然渡过,浸泡了一个多月的大堤没有垮。
而且,这一次厄尔尼诺事件的强度,也远远比不上1997—1998年和2015—2016年。1997至1998年厄尔尼诺事件,海表温度曾经最多偏高了2.5℃,为一次极强的强度。这一次厄尔尼诺事件只偏高了0.5℃。如果没有全球气候变暖的大背景,很难兴风作浪。
因此,从各方面情形来看,随着厄尔尼诺在5月份的消失,西太副高到7月下旬,应该能够实现北抬,长江中下游雨季结束。
当然也要做好副高不北抬、雨带持续在长江流域的最坏打算。另外,即使7月下旬雨带东段北抬,还要警惕长江上游也就是川渝地区的降水。愿天遂人愿,各方平安。
◎ 来源|凤凰网