蘇軍陽

( 雙鴨山市水務(wù)局，黑龍江 雙鴨山155100)

在水利水電工程設(shè)計中，水文計算是水工設(shè)計及其工程管理的重要的依據(jù)，其興利與防洪調(diào)節(jié)計算必然涉及暴雨資料分析并確定不同頻率的暴雨洪水，本文綜述暴雨的分極，形成的共性原因與暴雨特性。

1 氣象的分級

氣象權(quán)威部門定義是24 h ＞50 mm的降雨稱之為暴雨。100—200 mm范圍稱為大暴雨; ＞200 mm 者稱為特大暴雨［1］。這當(dāng)中可能發(fā)生1個站至幾個站的暴雨過程。

2 暴雨的成因

2.1 一般降水的形成過程

降水是大氣中的水的相變( 水氣凝成雨雪等) 過程。從其機(jī)制來分析，其一地區(qū)降水的形成，大致有3個過程( 見圖1) 。

首先是水氣由源地水平輸送到降水地區(qū)，這就是水汽條件。

其次是水汽在降水地區(qū)輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云，這就是垂直運動的條件。

最后是云滴增長變?yōu)榇绲味陆担@就是去滴增長的條件。

這3個降水條件中，前兩個是屬于降水的宏觀過程，主要決定于天氣學(xué)條件。第三個條件是屬于降水的微觀過程，主要決定于云物理條件。

圖1 降水的一般過程

2.2 暴雨形成條件

2.2.1 氣象專家評述

據(jù)氣象學(xué)原理介紹，形成暴雨的條件主要有3個; 一是有充分的水氣供應(yīng)，暴雨是在在大氣飽和比濕達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值以上才形成的。二是降水時有強(qiáng)烈的上升運動。三是降水有較長的持續(xù)時間［2］。上述原理屬于氣象學(xué)科范籌，氣象專家對此做了透徹的解析。筆者尚無水平加以擴(kuò)展?，F(xiàn)僅以引用資料說明暴雨形成的原因如下:

2.2.2 水利專家轉(zhuǎn)述

一般地說，暴雨的形成包含了一系列宏觀條件和微觀條件，宏觀條件主要指: ①充沛的水汽不斷地向暴雨區(qū)輸送并在那里輻合。中國暴雨的水汽主要來源于西太平洋、南海和孟加拉灣，水汽輸送的機(jī)制往往是和大尺度環(huán)流、低空急流、低值渦漩系統(tǒng)相聯(lián)系的。②強(qiáng)烈而持久的上升運動把低層水氣迅速抬升到高空。中小尺度天氣系統(tǒng)和地形引起的上升運動，它們的上升迅速可以達(dá)到1 m/s的量級。在積雨云中，上升速度可達(dá)40 m/s，接近急流中的平均風(fēng)速。③對流不穩(wěn)定能量的釋放與再生。低層暖濕所流侵入暴雨系統(tǒng)和地形抬升作用，有利于對流不穩(wěn)定能量的釋放和再生，持續(xù)地引起強(qiáng)對流運動。微觀條件主要反映:中旬的凝結(jié)核，持續(xù)的云滴去結(jié)和碰并增長條件［2］。

2.2.3 共性結(jié)論

暴雨是由各種尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。行星尺度系統(tǒng)和天氣尺度系統(tǒng)，為中尺度系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展提供了大尺度環(huán)流的北京和環(huán)境條件，在中尺度擾動中產(chǎn)生暴雨云團(tuán)，暴雨云團(tuán)又由許多降水單體組成。暴雨出現(xiàn)后放出潛熱，又對大尺度系統(tǒng)發(fā)生反饋作用。這種復(fù)雜的相互作用，決定了暴雨的發(fā)生和維持。

3 暴雨特征

總體而言，暴雨特性包括一場暴雨的雨情特性，天氣特性和統(tǒng)計特性。雨情特性主要指雨量、降雨強(qiáng)度、持續(xù)時間、籠罩面積和暴雨中心位置等。暴雨強(qiáng)度隨持續(xù)時間的增長和籠罩面積增大而減小。繪制一場暴雨不同歷時( 一般為1 h、3 h、6 h、24 h、3 d等) 雨量等值線圖，量算出不同歷時和籠罩面積的雨量，可以得出雨量、歷時、面積的綜合關(guān)系，稱暴雨時面深關(guān)系。各場暴雨的時面深關(guān)系不同，它綜合反映了形成該場暴雨的天氣條件，包括該場暴雨是在怎樣的環(huán)流背景下由哪些系統(tǒng)相互作用而形成的，它的水汽輸送情況和主要物理量的大小和分布，中小尺度系統(tǒng)活動情況和地形的作用等。統(tǒng)計特性主要指年最大各種歷時點雨量或面雨量的均值、變差系數(shù)、各種頻率的雨量，實測或調(diào)查的雨量極值等，通常用各種頻率的雨量，實測或調(diào)查的雨量極值等，通常用各種統(tǒng)計參數(shù)等值線圖表示。形成一個地區(qū)暴雨的各種天氣系統(tǒng)出現(xiàn)頻次、主要暴雨的平均走向也常列為暴雨的統(tǒng)計特性［2］。

形成特大洪水的暴雨，通常具有以下特性: ①多個暴雨系統(tǒng)的疊加和受到阻滯而停滯少動，或沿流域緩慢向下移動;②特別有利的地形條件;③籠罩面積大，歷時長、長度大，例如1998年長江流域和松花江、嫩江流域發(fā)生的特大洪水，所降暴雨均具有以上特性。

［1］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，唐東昇. 天氣學(xué)原理和方法［M］. 北京:氣象出版社，2007.

［2］崔宗培，徐乾清，吳以鰲，等. 中國水利百科全書［M］. 北京:水利電力出版社，1990.