李治君

中國人民解放軍32282部隊(duì) 山東 濟(jì)南 250000

因?yàn)槲覈靥幈卑肭?屬于溫帶氣候地區(qū),且常年受到亞熱帶潮濕的季風(fēng)氣候影響,所以導(dǎo)致每年夏天和秋天之際,我國絕大部分地區(qū)都會迎來強(qiáng)降雨或者短時強(qiáng)降雨的特殊天氣。短時強(qiáng)降雨的特點(diǎn)在于：雨量巨大、時間較短、降雨面積較小、容易引發(fā)山體滑坡和泥石流等自然災(zāi)害、容易觸發(fā)山洪和城市內(nèi)澇等問題。因此,針對短時強(qiáng)降雨帶來的這些問題,筆者在此做出深入的研究,結(jié)合氣候預(yù)警系統(tǒng)和氣象資料的分析論證短時強(qiáng)降雨的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。并且會結(jié)合暴雨環(huán)流對天氣的干預(yù),統(tǒng)計(jì)出氣流、水汽通量和鋒面等關(guān)鍵因素在其中的作用。

一、短時強(qiáng)降雨的主要形成原因

(一)高空環(huán)流。因?yàn)槲覈募練鉁仄毡槠?且水量蒸發(fā)比較大,所以長期在該環(huán)境中會讓地表層的大量水汽向上騰升,逐漸到達(dá)高空。當(dāng)水汽在高空遇到冷氣流之后,便會凝結(jié)成云朵,同時會伴隨著溫度的不斷升高而不斷下降。如果在此過程中,凝結(jié)的云層越來越厚,且溫度越來越高,則云層下降的速度也就會越來越快,此時,云層內(nèi)的水汽會以不同的方式存在,比如水滴的方式、結(jié)晶的方式、冰粒的方式或者是霧氣的方式等。在云層不斷下降的過程中,它們會在重力的影響下相互碰撞,從而合并成體積更大的水滴或者冰粒,直到云層下降到一定高度,或者是云層難以支撐它們的重量之后,便會以雨的形式快速降落下來。如果云層的上升氣流足夠強(qiáng)大,則可帶動云層繼續(xù)上升,其中一部分水滴和冰粒會被再次帶到高空,而且會形成比第一次凝聚之后更大的水滴或者冰粒。在這樣的模式中,經(jīng)過多次的循環(huán)便會在空中形成大量的積雨云,此時便形成了高空對流。所以,我們常說的短時強(qiáng)降雨就是在這樣的環(huán)境下所產(chǎn)生的。引發(fā)短時強(qiáng)降雨的積雨云具有極強(qiáng)的上升氣流,其速度可以達(dá)到每秒鐘三十米的上升速度,最高可達(dá)每秒六十米。如果用氣象情況解釋,該速度與臺風(fēng)的速度較為接近。因此,在極短的時間里水汽升到了極高的位置,就是形成短時強(qiáng)降雨的主要原因。

(二)地面形勢。除了高空環(huán)流會產(chǎn)生短時強(qiáng)降雨之外,地面形勢的不同也是造成短時強(qiáng)降雨的一個重要因素。在我國絕大多數(shù)的地區(qū),在出現(xiàn)短時強(qiáng)降雨的時候,普遍會發(fā)生該地區(qū)西南低壓的情況。在這樣的環(huán)境中,就會導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸燃又?并且會讓空氣中的水汽變得高能,在水汽充沛的基礎(chǔ)上,層結(jié)就會被破壞,甚至?xí)?dǎo)致逆溫層無法有效儲藏能量。另外,我國北方夏季的冷空氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及冬季的冷空氣強(qiáng)勁,所以,隨著夏季冷空氣勢力的衰減,冷空氣的鋒面也會被逐漸南壓,這與之前環(huán)繞在該地區(qū)上空的潮濕氣流發(fā)生交匯之后,其鋒面就會呈一種抬升的態(tài)勢發(fā)展,并且會在很短的時間內(nèi)觸發(fā)到層結(jié)的不穩(wěn)定能量。如果這時候在逆溫層中,就會破壞逆溫層的結(jié)構(gòu),而且會把儲藏的能量發(fā)散出來,遂產(chǎn)生出一股巨大的對流。對風(fēng)場進(jìn)行判斷,可以發(fā)現(xiàn)短時強(qiáng)降雨地區(qū)正常情況會出現(xiàn)925hPa和850hPa的輻合線或者低空切變線,在因地形而上升之后,便會與空中的強(qiáng)對流回合,從而形成巨大的暴風(fēng)雨。

(三)物理量診斷。出現(xiàn)短時強(qiáng)降雨特殊天氣的主要原因是因?yàn)樗麠l件被大氣的濕度和厚度影響而產(chǎn)生的。由此可見,大氣是決定降水量強(qiáng)度和時間的關(guān)鍵要素。我們通過衛(wèi)星氣象地圖可以發(fā)現(xiàn),一直從底層上升到一定區(qū)域以內(nèi),這個范圍都屬于水汽輻合狀態(tài),當(dāng)初始時期的水汽通量在該區(qū)域出現(xiàn)之后,就會因?yàn)闀r間的延長發(fā)生變化,此時輻合高度便會快速增加,直到和初時降水時間點(diǎn)互相對接。因此,水汽診斷物理量當(dāng)中的時間因素和強(qiáng)度關(guān)系才是短時強(qiáng)降雨天氣形成的第一要素。首先是時間的的因素,在短時強(qiáng)降雨的過程中,切變線和輻合線都比較穩(wěn)定,但是只持續(xù)了很短的時間,其中變化較為頻繁的是切變線以及高原短波槽。

在此,我們可以診斷為：

K＝(T850—T500)＋Td850—(T700—Td700)

其中,T 代表溫度;T d代表露點(diǎn)溫度;500、700、850三個數(shù)值分別代表500hPa、700hPa和850hPa三個壓面。

在K 指數(shù)的計(jì)算中,第一個代表溫度直減率,第二個代表低層水汽的條件,第三個代表中層飽和的狀態(tài)。所以,K 指數(shù)可準(zhǔn)確反映出大氣層結(jié)的現(xiàn)實(shí)情況,同時也可以有效反映出空中水汽的具體情況。

二、短時強(qiáng)降雨的氣象服務(wù)

(一)提前預(yù)報(bào)。在應(yīng)對短時強(qiáng)降雨天氣時,需要相關(guān)人員做好輿情疏導(dǎo)和防護(hù)準(zhǔn)備工作,并且要堅(jiān)決落實(shí)好提前預(yù)報(bào)的工作,通過預(yù)報(bào)盡早的啟動各種預(yù)案措施。同時,在提前預(yù)報(bào)的時候務(wù)必要做到公開透明,不可隱瞞,提醒相關(guān)部門做好災(zāi)情防范工作。例如：氣象水文部門要及時向政府通報(bào)預(yù)警信息,利用多條途徑擴(kuò)散預(yù)警信息,做好災(zāi)前準(zhǔn)備工作,并且要和當(dāng)?shù)厮块T、氣象部門及時了解情況。發(fā)揮出各職能部門的參謀助手作用,體現(xiàn)出各職能部門在災(zāi)情預(yù)警方面的高效性與可靠性。

(二)聯(lián)合保障。在面對短時強(qiáng)降雨特殊天氣時,需要當(dāng)?shù)囟鄠€部門聯(lián)合保障,只有這樣才能有效控制災(zāi)情的蔓延,保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在此基礎(chǔ)上,各部門要隨時掌握信息,并與轄區(qū)軍隊(duì)氣象水文保障單位開展聯(lián)合保障,及時通報(bào)災(zāi)情變化情況,適時啟動防洪預(yù)案,可通過政府讓群眾得知消息,做好提前準(zhǔn)備,組織預(yù)警與防護(hù)工作。亦可通過消云減雨的手段有效化解短時強(qiáng)降雨的破壞力。另外,在政府部門的牽頭下,還可及時將災(zāi)情通報(bào)給當(dāng)?shù)氐母鱾€安保力量,如果一旦發(fā)生意外,可第一時間進(jìn)行緊急救援工作。通過軍地聯(lián)合、以及各職能部門攜手合作的方式,可有效控制特殊天氣對局部地區(qū)的影響和破壞。另外,在多方合作的基礎(chǔ)上,務(wù)必要做好管轄區(qū)域內(nèi)的災(zāi)情通報(bào)工作,切實(shí)傳達(dá)給每一個人。

(三)高科技的應(yīng)用。為了有效控制類似于短時強(qiáng)降雨特殊天氣對各地造成的影響,可通過高科技手段對其進(jìn)行預(yù)防與控制?？梢酝ㄟ^布設(shè)小型無人氣象觀測站等傳感器的方式對溫、壓、濕、風(fēng)、降雨量等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控與測量,然后將數(shù)據(jù)快速傳輸至各部門,讓指揮人員做到心中有數(shù),通報(bào)有效。另外,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)降雨征候時,可與上游的人工影響天氣辦公室開展協(xié)同作業(yè),實(shí)施消云減雨作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)高效和統(tǒng)一的指揮,可利用無人機(jī)高空航拍和定位系統(tǒng)繪制當(dāng)?shù)氐匦蔚孛?同時,對強(qiáng)降雨的發(fā)生區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析強(qiáng)降雨落區(qū)與地形的關(guān)系,建立強(qiáng)降雨“大數(shù)據(jù)”,并與數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行快速集成,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)降雨的智能預(yù)報(bào)預(yù)警。并在此基礎(chǔ)上,將公安系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、水利系統(tǒng)、電力系統(tǒng)以及軍隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域聯(lián)網(wǎng),借助互聯(lián)網(wǎng)建立集搶險救災(zāi)以及災(zāi)情防疫于一體的“一張圖”,明確職責(zé)與任務(wù),實(shí)現(xiàn)一體聯(lián)動。通過這樣的方法,不僅實(shí)現(xiàn)了面對災(zāi)情高效的指揮和引導(dǎo),還可有效避免潛在風(fēng)險的發(fā)生,規(guī)避類似于漏電、塌方、交通癱瘓以及輿論等方面的問題。

綜上所述,我們詳細(xì)了解到了關(guān)于短時強(qiáng)降雨的主要形成原因以及預(yù)防措施。并且對引發(fā)短時強(qiáng)降雨的天氣系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析與闡述,其中主要包括高空環(huán)流的原因、地面鋒面的低壓原因以及水汽上升的原因等。另外就特殊天氣做出了物理診斷,診斷結(jié)果也證明了該天氣形成的具體原因以及各參數(shù)的指標(biāo)。在此,我們需要注意的是,遇有特殊天氣時,務(wù)必要做好準(zhǔn)備工作,提前預(yù)警、提前防范、提前評估,并以此為基礎(chǔ),采取多部門一體聯(lián)動,方可有效提高抗災(zāi)能力,降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。