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郑州为何会成为全国降雨中心?郑州为何会出现特大暴雨?

时间:2021/07/22 11:43:00 人气:11 作者:Sandy 我要评论(0)

7月17日以来,河南省出现持续性强降水天气,多地出现暴雨、大暴雨甚至特大暴雨。其中尤以郑州为最,根据中央气象台统计,郑州此次极端强降雨最大小时降雨量为201.9毫米,已超过75年8月5日“758特大暴雨”河南林庄的1小时降雨量,当时的记录是198.5毫米。

这是什么概念,按照郑州市7500平方千米的面积来算,相当于一小时内150个西湖的水量被倒进了郑州——这还只是一小时。强降雨的时段,从18日夜间就已开始,22日才开始减弱。

极端强降雨让郑州损失惨重,这一刻,全国的目光都聚集在郑州,所有人都在为郑州祝福。

谈到暴雨,我们当然并不陌生,汛期暴雨的消息并不少见,可是这次郑州的特大暴雨,刷新了不少人的认知,局部短时间暴雨,降水量竟能达到如此惊人的地步,大自然再次让人见识了它的威力。

而这次河南中部、西部、北部普降暴雨,局部遭遇极端暴雨,又让不少人困惑,中部地区历来少雨,为啥这次降雨量会如此之大,来势如此之猛?

谈到这个,我们得先了解一次局部大暴雨的形成原因。

暴雨是几种不同尺度天气系统相互作用的结果,通常来说,暴雨的形成需要几个前提。

一是必须有充足的水汽源和输送路径;二是要有特定的地形,有利于对流的生成和加深发展;三是要有稳定少动的孤立云团,便于水汽的聚集。

有了这些,就有了暴雨形成的条件:大气不稳定,能量迅速增加,对应的就是强降水,降水结束能量也就得到了释放。

但这还不一定能形成局部的特大暴雨,还得加上其他一些条件。

我们可以把一个形成暴雨的中尺度对流系统想象成一个冷池,在气象学定义上,它是较冷的空气(或水体)被较暖的空气(或水体)所包围而形成的温度较低区域。

如果有其他因素进行作用,比如风速的影响,有可能让两个方向相同的对流系统合并,让降水增幅,产生极端降水。

2001年7月在青海东部发生过的一场罕见大暴雨,它的形成原因就是两个雷暴云团的合并,造成大范围的暴雨,这次暴雨涉及19个县、80多个乡镇,造成多人死伤,经济损失约3000万元。

或者对流系统前方出现低空急流,有可能触发新对流的产生。原来的冷池已接近饱和,再加入个随机扰动的新对流,也可能产生极端降水。

如北京2012年的721特大暴雨,直接诱因就是整个水汽含量异常大的云团为极端降水的重要因子,环境大气本来就不稳定,环境湿度相对较高、湿层较厚,再加上对流侵入扰动,造成持续时间长的强降雨。

在气象学上,这有个专业术语,叫做“列车效应”。

所谓列车效应,相当于列车一节节车厢经过时,会给站在铁轨边上的人带来巨大的震撼。一串串对流云就相当于一节节车厢,每个对流单位都能产生短时强降水,。当多个对流系统依次经过某个地区上空,它的降水量就会累计起来,达到一个惊人的地步,长时间的大暴雨或者特大暴雨就这么产生了。

这随之带来另一个问题,以前这时候的大雨暴雨,基本上集中在淮河长江流域,这次竟然北移到郑州一带,什么原因造成的?

这涉及到另一个概念:梅雨雨带的北移。

梅雨,是在每年6、7月份的东南季风带来的太平洋暖湿气流,经过中国长江中下游地区、日本中南部以及韩国南部等地出现的持续天阴有雨的气候现象,由于正是江南梅子的成熟期,故称其为“梅雨”。

它的特点是长时间的持续阴雨。以往梅雨天引发个洪涝灾害是很正常的事,每年这个时候,防汛都是江淮流域城市的重中之重。不过从90年代末开始,虽然淮河流域依旧出现过连续的洪涝,但长江中下游地区的梅雨雨量却开始相对偏少。这个现象说明,梅雨雨带开始北移了。

根据学者的研究资料,从80年代初到本世纪前10年,30多年里,我国梅雨雨带从长期盘踞在长江以南地区,北移到了长江以北地区,而近十年来,北移的趋势仍然在继续。这导致长江以南地区降水减少,长江以北地区降水增多。

我本身也是南方人,直观的感受就是,如今的梅雨季节不像以前那么多雨了。小时候的印象中,梅雨天可是要整天整夜下雨的。

根据国家气候中心的统计数据,2003年以后,华南年降水量阶段性减少,比常年同期偏少10-20%;除2010年外,长江中下游地区的降水,也比常年同期偏少1—15%。

华北地区的数据却正好相反。

2012年的数据显示,当年北京降水量为18年来最多,远超近30年均值;天津降水量比常年同期偏多59%;河北降水量偏多26%。

传统的“南涝北旱”降水分布正在变化中。

再往大点看,这还不止是我国梅雨雨带北移的问题,在更大尺度上,东亚夏季风雨带也是在北移的。根据气象专家的预测,在未来80-100年,东亚夏季风将增强,雨带北移,尤其是 2040 年后,降水将逐步向北走。

东亚副热带扩张与逐年梅雨期降水量系数分布

现在一般认为,全球变暖是造成这个现象的主要原因。

进入八十年代后,全球气温明显上升,21世纪北极平均气温上升了1.6℃以上。气温升高,对全球气候带来很大影响,雨季延长,水灾越来越频繁。

大气各个层次上温度上升,造成东亚副热带增暖和扩张,梅雨雨带已超出江淮流域、扩大到黄淮流域以及东北,这表示东亚副热带的扩张有利于中国东部长江以南地区梅雨期降水减少, 长江以北地区降水增多, 即使得梅雨雨带北移。

再联系到这次河南的特大暴雨,简单来说,就是气候变暖,江淮地区上空的气温已经不够冷,不足以使北上的暖气团凝结成雨滴,暖气团继续北上。直到进入河南后撞上太行、王屋二山,也就是在郑州附近。

这个地区位于太行山系的东南侧,地形特点是西北高,东南低。而最近东海、南海方向又有两个台风,水汽沿东南气流被源源不断输送到河南上空,地势将水汽剧烈抬升,形成了极端强降雨。

不巧的是,这两天,台风移动变缓,大气环流稳定,长时间维持着东南-西北的走向,太平洋的丰沛水汽不断被输送进内陆。

我们可以再看下前文提到暴雨形成的几个条件。

充足的水汽源和输送路径,有了。

特定的地形,有了。

稳定少动的云团,有了。

一团团水汽在河南地区遇到冷空气,汇聚成一个个新的对流系统,就像一列火车拖着长长的车厢在郑州上空缓缓移动,形成了“列车效应”,就出现了长时间的特大暴雨。

如果全球增温持续下去,在长时间尺度上,季风雨带还会继续向北推进,让我国北方的降水显著增加,到时候,传统的“南涝北旱”现象有可能发生不小改变。

而这次河南这种天气系统,局地性强,对流剧烈,极易成灾,对未来内陆城市的防汛是个警示。

全球气候不是静止不变的,它从来都在不停地演化。虽然我们短时间内未必能感受到,但一旦感受到,可能就已经形成灾害。

人类的力量离操纵天气还差得太远。现在极端气候逐渐常见,现阶段我们能做的,是尽量未雨绸缪,趋利避害,做好防灾减灾工作。那些从来没经历过如此大规模降水的地区,一定要有应急预案和配套措施,各地如何预防灾害,要有更新的理论给予指导。

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