中國氣象上規定,24小時降水量為50毫米或以上的強降雨稱為“暴雨”。由于各地降水和地形特點不同,所以各地暴雨洪澇的標準也有所不同。特大暴雨是一種災害性天氣,往往造成洪澇災害和嚴重的水土流失,導致工程失事、堤防潰決和農作物被淹等重大的經濟損失。特別是對于一些地勢低洼、地形閉塞的地區,雨水不能迅速宣泄造成農田積水和土壤水分過度飽和,會造成更多的地質災害。
一、暴雨的定義
暴雨(torrential rain)是降水強度很大的雨。雨勢傾盆。一般指每小時降雨量16毫米以上,或連續12小時降雨量30毫米以上,或連續24小時降雨量50毫米以上的降水。
中國氣象上規定, 24小時降水量為50毫米或以上的雨稱為“暴雨”。按其降水強度大小又分為三個等級,即24小時降水量為50~99.9毫米稱“暴雨”;100~250毫米以下為“大暴雨”;250毫米以上稱“特大暴雨”。
在業務實踐中,又可按照發生和影響范圍的大小將暴雨劃分為:局地暴雨、區域性暴雨、大范圍暴雨、特大范圍暴雨。
局地暴雨歷時僅幾個小時或幾十個小時左右,一般會影響幾十至幾千平方千米,造成的危害較輕。但當降雨強度極大時,也可造成嚴重的人員傷亡和財產損失。
區域性暴雨一般可持續3~7天,影響范圍可達10~20萬平方千米或更大,災情為一般,但有時因降雨強度極強,可能造成區域性的嚴重暴雨洪澇災害。
特大范圍暴雨歷時最長,一般都是多個地區內連續多次暴雨組合,降雨可斷斷續續地持續1~3個月左右,雨帶長時期維持。 特大暴雨是一種災害性天氣,往往造成洪澇災害和嚴重的水土流失,導致工程失事、堤防潰決和農作物被淹等重大的經濟損失。特別是對于一些地勢低洼、地形閉塞的地區,雨水不能迅速宣泄造成農田積水和土壤水分過度飽和,會造成更多的災害。
世界上最大的暴雨出現在南印度洋上的留尼汪島,24小時降水量為1870毫米。中國最大暴雨出現在臺灣省新寮,24小時降水量為1672毫米,均是熱帶氣旋活動引起的。中國是多暴雨國家之一,幾乎各?。ㄊ?、區)均有出現。主要集中在夏半年。暴雨日數的地域分布呈明顯的南方多,北方少;沿海多,內陸少;迎風坡側多,背風坡側少的特征。臺灣山地的年暴雨日達16天以上,華南沿海的東興、陽江、汕尾及江淮流域一些地區在10天以上,而西北地區平均每年不到1天。
假設,50毫米降雨如果均勻分布在24小時,給人的感覺是細雨紛飛。如果9毫米降水在一分鐘完成,給人的感覺將是天塌地陷,非暴雨傾盆所能形容,9毫米只能算小雨。任何事情都是相對的,有其特定的背景。南方部分地區基本上把暴雨標準定為80毫米/24小時,不過就像中國啟用新的臺風標準一樣,暴雨的定義仍需要進一步完善。
二、暴雨形成
暴雨形成的過程是相當復雜的,一般從宏觀物理條件來說,產生暴雨的主要物理條件是充足的源源不斷的水汽、強盛而持久的氣流上升運動和大氣層結構的不穩定。大中小各種尺度的天氣系統和下墊面特別是地形的有利組合可產生較大的暴雨。引起中國大范圍暴雨的天氣系統主要有鋒、氣旋、切變線、低渦、槽、臺風、東風波和熱帶輻合帶等。此外,在干旱與半干旱的局部地區熱力性雷陣雨也可造成短歷時、小面積的特大暴雨。暴雨常常是從積雨云中落下的。形成積雨云的條件是大氣中要含有充足的水汽,并有強烈的上升運動,把水汽迅速向上輸送,云內的水滴受上升運動的影響不斷增大,直到上升氣流托不住時,就急劇地降落到地面。
積雨云體積通常相當龐大,一塊塊的積雨云就是暴雨區中的降水單位,雖然每塊單位水平范圍只有1~20千米,但它們排列起來,可形成100~200千米寬的雨帶。一團團的積雨云就像一座座的高山峻嶺,強烈發展時,從離地面0.4~1千米高處一直伸展到10千米以上的高空。越往高空,溫度越低,常達零下十幾攝氏度,甚至更低,云上部的水滴就要結冰,人們在地面用肉眼看到云頂的絲縷狀白帶,正是高空的冰晶、雪花飛舞所致。地面上是大雨傾盆的夏日,高空卻是白雪紛飛的嚴冬。
中國氣象上規定,24小時之內,由空中降落的雨量在50.0毫米99.9毫米的為暴雨,100.0毫米至199.9毫米的為大暴雨,超過200.0毫米的為特大暴雨。產生暴雨要有充足的源源不斷的水汽、強盛而持久的氣流上升運動和大氣層結構的不穩定。大中小各種尺度的天氣系統和下墊面特別是地形的有利組合可產生較大暴雨。暴雨常常是從積雨云中落下的。積雨云內上升氣流非常強烈,垂直速度可達20~30米/秒,最大可達60米/秒,比臺風的風速還要大。在強烈的上升氣流中,水滴不斷增大,云內的水滴直到上升氣流托不住時,就急劇地降落到地面。
在中國,暴雨的水汽一是來自偏南方向的南?;蛎霞永瓰?;二是來自偏東方向的東海或黃海。有時在一次暴雨天氣過程中,水汽同時來自東、南兩個方向,或者前期以偏南為主,后期又以偏東為主。中國中原地區流傳“東南風,雨祖宗”,正是降水規律的客觀反映。大氣的運動和流水一樣,常產生波動或渦旋。當兩股來自不同方向或不同的溫度、濕度的氣流相遇時,就會產生波動或渦旋。其大的達幾千千米,小的只有幾千米。在這些有波動的地區,常伴隨氣流運行出現上升運動,并產生水平方向的水汽迅速向同一地區集中的現象,形成暴雨中心。
另外,地形對暴雨形成和雨量大小也有影響。例如,由于山脈的存在,在迎風坡迫使氣流上升,從而垂直運動加大,暴雨增大;而在山脈背風坡,氣流下沉,雨量大大減小,有的背風坡的雨量僅是迎風坡的1/10。在1963年8月上旬,從南海有一股濕空氣輸送到華北,這股氣流恰與太行山相交,受山脈抬升作用的影響,導致沿太行山東側出現歷史上罕見的特大暴雨。山谷的狹管作用也能使暴雨加強。1975年8月4號,河南的一次特大暴雨,其中心林莊,正處在南、北、西三面環山,而向東逐漸形成喇叭口地形之中,由于這樣的地形,氣流上升速度增大,雨量驟增,8月5~7日降水量達1600多毫米,而距林莊東南不到40千米地處平原區的駐馬店,在同期內只有400多毫米。
另外,暴雨產生時,一般低層空氣暖而濕,上層的空氣干而冷,致使大氣層處于極不穩定狀態,有利于大氣中能量釋放,促使積雨云充分發展。
三、季節與分布
中國是多暴雨的國家,除西北個別省區外,幾乎都有暴雨出現。冬季暴雨局限在華南沿海,4~6月間,華南地區暴雨頻頻發生。6~7月間,長江中下游常有持續性暴雨出現,歷時長、面積廣、暴雨量也大。7~8月是北方各省的主要暴雨季節,暴雨強度很大。8~10月雨帶又逐漸南撤。夏秋之后,東海和南海臺風暴雨十分活躍,臺風暴雨的點雨量往往很大。
中國屬于季風氣候,從晚春到盛夏,北方冷空氣且戰且退。冷暖空氣頻繁交匯,形成一場場暴雨。中國大陸上主要雨帶位置亦隨季節由南向北推移。華南(兩廣、閩、臺)是中國暴雨出現最多的地區。從4至9月都是雨季。6月下半月到7月上半月,通常為長江流域的梅雨期暴雨。7月下旬雨帶移至黃河以北,9月以后冬季風建立,雨帶隨之南撤。由于受夏季風的影響,中國暴雨日及雨量的分布從東南向西北內陸減少,山地多于平原。而且東南沿海島嶼與沿海地區暴雨日最多,越向西北越減少。在西北高原每年平均只有不到一天的暴雨。太行山、大別山、南嶺、武夷山等東南面或東面的坡地,都是這些地區暴雨日的中心。
當然,有些年份會出現異常,1981年在中國西北一些地區都出現了歷史上少見的暴雨。有時候本來多雨的地區反而出現旱災。
四、我國暴雨致災形式多樣
受東亞季風影響,從晚春到盛夏,冷暖空氣交匯頻繁,暴雨中尺度對流系統發展活躍,導致我國暴雨頻頻發生,并體現出季節性明顯、時空分布不均勻等特點。中國氣象局武漢暴雨研究所副所長黃治勇介紹說,由于我國地形復雜,不同地區的下墊面條件、地質結構等存在較大差異,使得我國暴雨的致災形式較為多樣。
流域洪澇
我國地形的特點是東南低、西北高,地面坡度大,部分地區植被條件差,造成匯流快,洪水量級大。我國幾條主要河流面積較大,當遭遇流域大范圍的暴雨時,易導致干支流洪水,洪峰疊加,形成峰高量大的暴雨洪水。1991年夏季江淮地區持續性洪澇給國家造成的經濟損失就高達上千億元;1998年發生在長江流域的特大洪澇災害造成的直接經濟損失超過1600億元;2003年6月江淮流域又發生了自1991年以來最為嚴重的一次洪澇災害,蘇皖兩省受災人口達4803.5萬。
城市內澇
夏季,我國大多數的暴雨具有突發性強、強度大、范圍集中等特點,而當短時間內的降水量超過城市排水能力就易導致城市內澇。
根據住房和城鄉建設部2010年對國內351個城市排澇能力的專項調研顯示,2008年至2010年間,有62%的城市發生過不同程度的內澇,其中內澇災害超過3次以上的城市有137個。
城市內澇是我國城市進程面臨的巨大挑戰,如何應對城市內澇,也是我國的城市規劃、政府管理、應急服務等急需解決的問題。
次生地質災害
我國是一個多山的國家,山地、高原和丘陵占國土面積的69%。暴雨在山區發生時,易導致泥石流、山體崩塌和滑坡等次生地質災害,給人民生命財產造成極大損失。
2010年8月7日,甘肅省舟曲縣因強降雨引發滑坡泥石流,堵塞嘉陵江上游支流白龍江,形成堰塞湖,造成1400多人死亡,舟曲縣內三分之二區域被水淹沒。
《汶川地震重災區資源環境承載能力評價》報告指出,“5·12”汶川地震后,地震重災區的次生山地災害將進入新一輪的高發期。
五、預警信號
暴雨預警信號分四級,分別以藍色、黃色、橙色、紅色表示。
暴雨藍色預警
標準:12小時內降雨量將達50毫米以上,或者已達50毫米以上且降雨可能持續。
防御指南:
1、政府及相關部門按照職責做好防暴雨準備工作;
2、學校、幼兒園采取適當措施,保證學生和幼兒安全;
3、駕駛人員應當注意道路積水和交通阻塞,確保安全;
4、檢查城市、農田、魚塘排水系統,做好排澇準備。
暴雨黃色預警
標準:6小時內降雨量將達50毫米以上,或者已達50毫米以上且降雨可能持續。
防御指南:
1、政府及相關部門按照職責做好防暴雨工作;
2、交通管理部門應當根據路況在強降雨路段采取交通管制措施,在積水路段實行交通引導;
3、切斷低洼地帶有危險的室外電源,暫停在空曠地方的戶外作業,轉移危險地帶人員和危房居民到安全場所避雨;
4、檢查城市、農田、魚塘排水系統,采取必要的排澇措施。
暴雨橙色預警
標準:3小時內降雨量將達50毫米以上,或者已達50毫米以上且降雨可能持續。
防御指南:
1、政府及相關部門按照職責做好防暴雨應急工作;
2、切斷有危險的室外電源,暫停戶外作業;
3、處于危險地帶的單位應當停課、停業,采取專門措施保護已到校學生、幼兒和其他上班人員的安全;
4、做好城市、農田的排澇,注意防范可能引發的山洪、滑坡、泥石流等災害。
暴雨紅色預警
標準: 3小時內降雨量將達100毫米以上,或者已達100毫米以上且降雨可能持續。
防御指南:
1、政府及相關部門按照職責做好防暴雨應急和搶險工作;
2、停止集會、停課、停業(除特殊行業外);
3、做好山洪、滑坡、泥石流等災害的防御和搶險工作。