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何方道友,在此渡劫?

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黑云压城,遮天蔽日;

天雷滚滚,阴风猎猎;

电光似练,暴雨如泻;

何方道友,在此渡劫?

又到了夏季,一个月来华夏大地的天气好不热闹,北方的京津冀,南方的两广海南,都迎来了猛烈的暴雨,场面如同灾难大片一般。6月6日凌晨,香港迎来“龙舟水”暴雨,全市多处内涝,局部降水量超过200毫米,香港天文台也据此发布了“黑色暴雨预警”。深圳局部也降下暴雨,并且未来24小时预计仍有暴雨到大暴雨。为什么会出现这样的现象?是因为气候变化导致灾害性天气增多吗?还是冥冥之中有天意?本文将简单介绍这种“渡劫天气”的形成原因。


香港6月5日至6日24小时降水

夏季暴雨的形成,有两个主要条件:一是局地存在足够高的对流不稳定能量;二是存在充沛的水汽供应

还有一个次重要的条件是低层存在一定强度的垂直风切变。垂直风切变是指风力在不同高度上的变化,比如某地离地1km高度风力为东风10 m/s,而离地2km处风力为西风10 m/s,这说明在1-2 km之间的垂直风切变非常剧烈,有利于形成旋风;而如果某地上空随高度变化风力变化不大,就说明垂直风切变很小,大气运动并不剧烈。


对流云团(可以由一个或者多个对流云单体组成)又可以称为对流风暴,其生命史可以简单概括为三个阶段:积云-成熟-消散。

夏季地面气温普遍较高,地面被炽热的阳光烧得如同烙铁,使得近地面大气被加热。空气受热膨胀,密度变小,而近地面大气层温度自下而上快速递减,上面的大气较冷密度较大,有下沉趋势,而下面的大气受热膨胀有上升趋势。另外,陆地表面热容量小而升温快,水面、海面热容量大而升温慢,这使得水平方向上产生海陆风,水域附近的大气向陆地上流动,陆地上空气抬升,到达一定高度后又向四周扩散、下沉,这样就形成了“对流”。此时只要大气中存在足够的水汽供应,垂直风切变强度又较为适合,就会产生对流云,此为积云过程


一些对流云团(2013,深圳市南山区)

大量对流云可以组成对流云团,并且单个对流云在适宜条件下可以继续生长、扩大,这就是成熟过程,在此期间你可能会发现“白昼变黑夜”的现象。

成熟的对流云团到达临界点,就产生降水,“渡劫”开始,你会感受到雷鸣电闪、狂风暴雨摧枯拉朽……对流云团发生降水后,能量都随着雨水、冰雹释放到地面,空中的云团就逐渐消散,这便是消散过程。一次暴雨过程中,可以包含多次对流云团的生成-消散过程。


积雨云团结构

作为对流云团的组成部分,对流云单体可能只有数百米小,也可能扩展、合并为水平范围数十公里,垂直方向达到对流层顶甚至穿破对流层的高度(10-20公里)。普通单体风暴比较少见,较为常见的对流风暴常常是多个对流云单体组合而成的复合型风暴。此外也有规模较大的“超级单体风暴”,这类风暴由单个积雨云为主体,并且常常伴随中尺度气旋(数十到几百公里的低压天气系统),其带来的降水往往更为猛烈,更容易出现闪电、冰雹等现象。

对流云团造成的雷鸣电闪、冰雹等天气,我们统称为“强对流天气”


气象台也会定时发布针对强对流天气的预警信号,预警发布后不建议人们外出活动。

那么如何监测强对流天气?

这一方面,观测技术已经比较成熟,通常由地面雷达回波图(针对暴雨云团的雷达图常被戏称为西红柿炒蛋图)即可判断出对流云团的强度、大小以及其中闪电频率、冰雹的形成情况等。


值得一提的是,

夏季的强对流风暴及其产生的暴雨

和台风产生的暴雨有一定区别。

首先在尺度上就有差异:台风一般是几百公里至上千公里的单个气旋系统,而对流云团的个体尺度要小一个数量级,往往是很多云团组合在一起成为一个绵延上千公里的带状降水区域。其次,台风形成跟局部海陆热力性质差异基本没有关系,并且要求垂直风切变非常小,否则台风上部和下部旋转速度不一样,显然会解体;而对流云团形成需要有足够大的垂直风切变,且往往与局地热力分布不均匀有关。


仿佛渡劫的暴雨前奏(2015,深圳市福田区)

5-6月两广和海南的暴雨

往往是湿润的夏季风带来的

因为5-6月之交正好有端午节,所以有俗称“龙舟水”。科学的说法则是“华南前汛期”,7-9月则是“台风汛期”。

写在最后

近年来夏季暴雨似乎“愈演愈烈”,常常传出某某地“降水量破五十年纪录”的新闻,是不是气候变化导致的呢?

简单而言,全球变暖的背景下,夏季气温偏高,季风强度也发生变化,确实更容易产生极端降水——一些地区过度干旱,而一些地方洪涝严重,所谓“旱的旱死,涝的涝死”情况显得更加突出。但是,我们也要明白,一时的天气异常每年都会发生,不必因为有些地区出现几次异常天气而认为今年“尤其多灾多难”。今年的天气舞台上,其实并没有比往年更多一些“戏精”。

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撰稿:张昱衡

美编:麦李婷


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