楊雪峰
摘 要:本文對山陰縣一次暴雨天氣過程的物理量進(jìn)行分析,以此為依據(jù)分析山陰縣的水文及地理特征,說明山陰縣強(qiáng)降水形成的規(guī)律、分析強(qiáng)降水的歷史、提出強(qiáng)降水形成的物理量特征。通過這樣的分析說明山陰縣的降強(qiáng)水是可以預(yù)測的,水澇災(zāi)害是可以預(yù)防的。
關(guān)鍵詞:山陰縣;暴雨;物理量
山陰縣2017年7月21日出現(xiàn)了一次強(qiáng)降水,該次強(qiáng)降水雨量大、降雨突然、持續(xù)時(shí)間長,它給山陰縣的人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅,現(xiàn)對這一次暴雨天氣過程的物理量進(jìn)行分析。
一、山陰縣天氣分析
山西省山陰縣在2017年7月21日下午18時(shí)突然降下暴雨,降雨量達(dá)到50毫米以上,持續(xù)降雨時(shí)間為1小時(shí)零30分鐘,山陰縣大部分地區(qū)出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害,特別是地處低洼的地區(qū),如和順社區(qū)、花園村、堡子巷受災(zāi)最為嚴(yán)重。大暴雨令縣城內(nèi)出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)澇,數(shù)百名群眾被困家中,財(cái)產(chǎn)遭受了損失。受到大暴雨的襲擊,山陰縣的農(nóng)田受到極嚴(yán)重的侵害,辛莊村、蘇莊村絕大部分農(nóng)作物已絕收。
二、一次暴雨天氣過程的物理量分析
1.氣候分析
(1)氣壓與地勢分析。在7月21日山陰線的上空出現(xiàn)了一條閉合的低壓氣候帶,它的氣壓值為3633gpm。該低氣壓帶覆蓋面積北至蒙古國地區(qū),西至蒙古、甘肅一帶、南至山西中部地區(qū)、東至重慶一帶。這一封閉的氣壓帶為由北向南移動(dòng),北槽深南槽淺;南槽冷、北槽熱。20日,山陰縣溫度已至32℃,并且受西南暖濕急流帶的影響,空中有著暖濕氣流,這股暖濕氣流受地勢的影響,未能即時(shí)轉(zhuǎn)移。而受北方冷空氣影響,一股低壓冷空氣轉(zhuǎn)移至山西省上空徘徊不去,它與西南暖濕氣流在上空相遇,冷暖氣流的差異性形成了降雨條件。
(2)物理量分析。
水汽:在20日時(shí),山陰縣的水汽通量為(7~10)×10-3g/(cm·hPa·s)此時(shí)已具備大暴雨降雨的趨勢,至21日,水汽通量持續(xù)加大,最多已到達(dá)11.7×10-3g/(cm·hPa·s)。水汽通量飽和程度已讓山陰縣呈現(xiàn)暴雨趨勢。
垂直運(yùn)動(dòng):在20~21日之間,垂直運(yùn)動(dòng)的負(fù)值區(qū)域是由北向南運(yùn)動(dòng)的。20日時(shí),四川省北部已經(jīng)出現(xiàn)散度負(fù)值,為-1.8×10-5/s,而甘肅到西北中度為正散度中心,為1.9×10-5/s。兩者之間垂直度較高,山陰縣地區(qū)正值垂直落差大的區(qū)域,這種垂直落差形成暴雨趨勢。
渦度條件:20日晚上20:00,西藏、青海等區(qū)域渦度值已經(jīng)到達(dá)了500hPa,山西中心數(shù)值中心數(shù)值為37.5×10-5/s,到了21日早上08:00,渦度已經(jīng)幅射到山西省,到達(dá)700hPa,中心數(shù)值為27.6×10-5/s,此時(shí)渦度已到達(dá)暴雨降水的標(biāo)準(zhǔn)。以垂直層面分析判斷,250~600hPa為正渦度,而500hPa中心數(shù)值最大,500hPa以上開始減小,250hPa則正屬于0度區(qū)域,250hPa以下即為負(fù)值。250~400hPa為平移,200hPa即為分散,渦度呈輻射狀態(tài)。從山陰縣的渦度值分析,山陰縣K指數(shù)值超過了40C,CAPE顯示山陰縣大部分區(qū)域出現(xiàn)700~1000J/kg,其余部分區(qū)域也超過了500J/kg,山陰縣地區(qū)的渦度值與覆蓋的面積意味著大暴雨條件形成。
三、相關(guān)建議及思考
1.山陰縣的氣候與水文分析
山陰縣為山西省朔州市轄區(qū),它地處東經(jīng)112°25′-113°04′,北緯39°11′-39°47′之間,總體來說屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。從該地地形地貌分析,這片區(qū)域南北高,中間低,西北面接洪濤山、高漢梁,它為一個(gè)較為封閉的盆地地區(qū)。盆地中桑干河及黃河的支流密布,總體來說它的水資源豐富。在溫度較高的時(shí)節(jié),大量的地下水將被蒸發(fā),水氣凝聚在空中不散,易形成降水條件。從該次水汽分析,它符合強(qiáng)降水條件。該地區(qū)為中部地區(qū)極易受我國南方副熱帶高氣壓影響,又易受北方冷空氣氣流的影響,當(dāng)兩股氣流同時(shí)出現(xiàn)在山陰縣上空,形成垂直運(yùn)動(dòng)落差,這是形成強(qiáng)降水的重要條件。山陰縣屬于盆地地區(qū),當(dāng)渦度形成,并不能迅速幅射時(shí),強(qiáng)降水條件立刻形成。該次的暴雨物理量就描述了這一強(qiáng)降水形成的過程。
2.山陰縣歷史大暴雨分析
山陰縣夏季易出現(xiàn)大暴雨天氣,并非2017年出現(xiàn),而是歷史早有記載。在東漢末年的時(shí)候,《水經(jīng)注》里就記載“注陶故城”,說明山陰縣地區(qū)由于出現(xiàn)了大暴雨而形成了極大的洪澇災(zāi)害。明天順年間(1457-1464)年,巡撫王越談到山陰縣因?yàn)楸┯瓿霈F(xiàn)的洪澇災(zāi)害極其嚴(yán)重,導(dǎo)至黃河流域周圍的森林被暴雨盡毀,在夏季,山陰縣經(jīng)常出現(xiàn)水情泛濫,必須“開西伯渠,東注于白泥河,以殺復(fù)宿山諸峪水漲之害”。古代的山陰縣便是經(jīng)常出現(xiàn)暴雨,暴雨過后便是澇情,此時(shí)山陰縣便是尸骸遍野、六害不斷。至現(xiàn)代,山陰縣依然會(huì)在夏季出現(xiàn)大暴雨,在2012年7月21日,即5年前的同一天,出現(xiàn)了幾乎類似的大暴雨事件,形成了大面積澇災(zāi)。山陰縣的大暴雨年年都有,并且大暴雨形成的過程極為類似,就是與該地特殊的水文環(huán)境與地理環(huán)境有關(guān)。
3.山陰縣暴雨特征分析
在了解了山陰縣7月極易形成強(qiáng)降水條件后,應(yīng)在7月強(qiáng)化降水物理量分析,根據(jù)物理量推測,是否某個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)將要形成強(qiáng)降水條件、是否數(shù)個(gè)強(qiáng)降水條件將要齊聚,立即在山陰縣上空形成強(qiáng)降水。根據(jù)山陰縣的物理量分析,通常在強(qiáng)降水形成的前1、2天就能全部分析出影響強(qiáng)降水的物理量數(shù)值,分析出是否要出現(xiàn)強(qiáng)降水。
四、結(jié)語
山陰縣要在每年夏季,特別是7月間做好物理量數(shù)據(jù)收集,分析強(qiáng)降水的條件是否要形成,是否數(shù)個(gè)強(qiáng)降水條件齊聚,強(qiáng)降水形成,而相關(guān)部門未做好相應(yīng)準(zhǔn)備時(shí),洪澇災(zāi)害就會(huì)出現(xiàn)。只有科學(xué)的監(jiān)測數(shù)據(jù),做好當(dāng)年的強(qiáng)降水物理量監(jiān)測,做好歷年強(qiáng)降水?dāng)?shù)據(jù)分析對比,才能準(zhǔn)確的預(yù)測強(qiáng)降水形成,提前做好準(zhǔn)備。
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