我國暴雨形成機理及預報方法研究進展

索朗次仁 丹增羅布

摘要：本文主要對華南區域、江淮流域、華北、東北區域的暴雨情況進行分析，研究當前我國在暴雨研究和預報方面取得的進展，并針對我國的暴雨預報方式進行相應的分析。

關鍵詞：暴雨;形成機理;預報方法

我國處于東亞季風區，受到夏天季風的影響，供水比較豐富。同時受到不同地域的影響，常常會造成嚴重的洪澇災害等。同時由于我國地域遼闊，不同的地區存在不同的降雨形式，主要有華南區域的前汛期暴雨、江淮流域的梅雨期暴雨、華北、東北區域的低槽暴雨。本文主要對以上三個區域的暴雨情況進行分析，并針對我國的暴雨預防方法進行分析。

1.當前我國不同區域的暴雨形成機理分析

1.1我國華南區域的前汛期暴雨分析

華南地區屬于我國大區之一，所覆蓋的省份有，廣東、廣西、福建、海南以及貴州等。由于華南地區屬于近海地區，這也就導致華南地區是我國受到暴雨災害較為嚴重的地區之一。因此，對華南地區的暴雨觀測以及預防工作是當前社會尤為關注的話題之一。二十世紀九十年代，我國在氣象觀測技術上取得全面的進展^[1]。在今后的幾年時間里，我國加強了自動氣象站、多普勒天氣雷達、風廓線儀以及氣象衛星等多方面遙感技術對華南地區的降雨等氣象情況進行觀測，分析暴雨的結構變化等研究。終于在2009年，我國在華南地區的暴雨機理、監測以及理論性預測和方法研究等方面都取得了非常重要性的研究成果。通過對遙感技術獲取的資料進行分析研究，得到華南區域的汛期暴雨對流系統以及三維概念模型。

此外還還有諸多研究結果表明，在華南前汛期暴雨過程中，經常會出現部分暖去暴雨，所謂的暖去暴雨就是沒有經過冷空氣的印象概念股而形成的暴雨。當前很多氣象學專家對該類暴雨定義為遠離地面冷空氣發生的暴雨。事實上就在暖區暴雨發生后不久，大約相隔幾個小時就會產生封面暴雨。低空急流提供了相當高的位溫的濕空氣，而午后的降水峰值則是由于地表的加熱以及海風。陸風的共同作用下導致的。因此、華南區域暴雨的形成機理，主要是由于低空南風向北推進的過程中，由地面位置不穩定造成的強上升運動。

1.2我國江淮流域的梅雨期暴雨分析

我國每年的夏季江淮流域就是一個重點的暴雨區域，江淮流域主要指的是長江和淮河流域。主要集中在長江的中下游區域，所覆蓋的省份有安徽、河南、江蘇、湖北、湖南、江西、浙江等區域。這些地區幾乎每年的夏季都會面臨一場梅雨峰暴雨。梅雨峰暴雨的主要出現在6月中旬至7月中旬前后差不多一個月的時間，有時候是會長達一個半月^[2]。由于該區域降雨時間較為集中，所以常常會形成當暴雨，甚至會造成嚴重的洪澇災害，造成極為嚴重的經濟損失。梅雨峰暴雨的形成機制當前很多的氣象學家早有研究，主要由于梅雨峰以及其上的中尺度擾動油有關。

除此之外，當前對梅雨峰的研究結果有很多，主要是對天氣形勢以及天氣尺度影響造成水汽的輸送。同時還有研究結果證明，梅雨峰暴雨還會受到西南渦東移影響。

一般情況下，梅雨峰暴雨結束前還會有不同程度的暖區性質的暴雨現象，有研究結果指出，在江淮地區梅雨期結束之前，有些大暴雨是不收冷空氣影響的，這類暴雨稱之為暖區暴雨變形的暖切變型暴雨，這種暖切變型暴雨的產生機制是因為斜壓性極弱的副熱帶高空東移的短波擾動在掠過低層暖干和暖濕空氣團。此外在長江流域還會由于暖濕空氣沿著梅雨峰上爬的現象，在上爬的過程中會散發部分熱量，這就使得江淮流域上空的溫差較小，最終導致江淮流域容易出現暴雨的。

所以江淮區域產生暴雨的機制不穩定，在梅雨峰結束前，還有形成部分暖切變型暴雨，與梅雨峰附近的溫度以及濕度梯度變化導致的熱動力不穩定有關。

1.3我國華北、東北區域的低槽暴雨分析

我國對華北、東北地區的暴雨情況有很多研究，據相關研究結果表明，華北區域常見的暴雨類型主要為高空槽暴雨，冷渦暴雨等天氣。伴隨著觀測資料的增加，氣象研究專家開始重視暴雨的中尺度對流模式發展。除了中尺度對流系統之外，華北地區的中尺度暴雨與低空急流、地形和城市環流也有很大的關系^[3]。由于華北、東北地區屬于中、高緯度區域，因此，華北和東北的暴雨形成機制與華南地區、江淮流域的暴雨情況有很大的區別，華北、東北區域的暴雨情況更加受到大氣中層、高層的影響。除此之外，還有一個重要的方面那就是華北、東北地區的高空急流，尤其是急流中心的右后側的輻散對低層垂直上升運動的啟動起了很關鍵的作用。

有研究結果表明，在華北、東北區域的暴雨帶上，有明顯的冷干空氣的侵入現象，這與當地的氣候有顯著的關系，因為北方屬于內陸，其氣候主要就是以干冷為主。來自高中的干冷空氣入侵，則對華北暴雨有明顯加強作用，同時這種干冷入侵現象也大大促進了暴雨區域的不穩定情況。主要是由于華北、東北在受到干冷空氣入侵之后，引起大氣層動量下傳的影響，結果就使得空氣質點有效位能向質點動能的轉換，這也就是導致下暴雨的時候常常伴隨著大風同時出現。

2.暴雨的預防機制研究

2.1數值預防方法

近年來，我國對暴雨的預測主要采用的是數值預報。伴隨著大型計算機以及運算方法的進步，和各種天氣預防理論的進展，國內的數值化預防方式正在向全球化進展，強調精細化發展，適用于的多種尺度，多目的性的要求。模糊的大氣環境模式和中尺度數值模式之間的界限，主要手段就是通過改進預測模式的動力框架、離散化技術以及計算方法資料同化方法。該方法與模式發展的暴雨數值預報各個方面也得到很大的進展。尤其是在各種新型預測方法的研究上面。

2.2集合預報模式

集合預報模式最早是出現在二十世紀八十年代集中理論和數值實驗，到了九十年代，計算機技術全面發展，計算機技術逐漸運用在暴雨天氣集合預報模式上。目前集合預報模式的相關研究已經深入到模式的擾動、多種物理過程、多模式分析的超級集合預報和混合預報等方面。

除此之外，集合預報模式還能夠充分集合降水累積的概率。密度分布進行計算，可用來計算區域極端強降水預報。

2.3集合動力因子暴雨預報方法

集合動力因子暴雨預報方法與數值預報方法在思路上存在一定的差別，數值預報是運用云微物理參數方案，用積云參數化方案預報降水情況，該方法主要體現在對暴雨過程中云微物理過程以及積云參數方程，對動力過程體現不夠充分。集合動力因子暴雨預報方法則主要是體現在大氣的均勻飽和性以及波動性，在平流過程存在強烈的上升運動，這些主要有大氣的熱動力過程以及水汽的相變特征計算出來的結果，在暴雨預報方面有更加顯著的優勢。

結語

當前我國在暴雨預報方面等方面已經取得了非常大的進步，但是明顯還存在不少的問題，例如觀測資料的質量控制上都會導致預報的結果與實際的結果存在差別的現象。在當前的環境下，還需要對暴雨的預報方面進行更加深入的研究，確保精準每一次的暴雨預防。

參考文獻

[1]金米娜.江西省汛期暴雨氣候特點及預報方法綜合分析[J].氣象與減災研究，2179，32（1）：69-72.

[2]翟盤茂，倪允琪，陳陽.我國持續性重大天氣異常成因與預報方法研究回顧與未來展望[J].地球科學進展，2016，8（5）：15-16.

[3]倪允琪，周秀驥.中國長江中下游梅雨鋒暴雨形成機理以及監測與預測理論和方法研究[J]. 氣象學報，2015，62（5）：120-121.

（作者單位：1.西藏米林縣氣象局;2.西藏拉薩市氣象局）