我国暴雨形成机理及预报方法研究进展

我国暴雨形成机理及预报方法研究进展

作者：索朗次仁丹增罗布

来源：《科学与技术》2018年第11期

摘要：本文主要对华南区域、江淮流域、华北、东北区域的暴雨情况进行分析，研究当前我国在暴雨研究和预报方面取得的进展，并针对我国的暴雨预报方式进行相应的分析。

关键词：暴雨;形成机理;预报方法

我国处于东亚季风区，受到夏天季风的影响，供水比较丰富。同时受到不同地域的影响，常常会造成严重的洪涝灾害等。同时由于我国地域辽阔，不同的地区存在不同的降雨形式，主要有华南区域的前汛期暴雨、江淮流域的梅雨期暴雨、华北、东北区域的低槽暴雨。本文主要对以上三个区域的暴雨情况进行分析，并针对我国的暴雨预防方法进行分析。

1.当前我国不同区域的暴雨形成机理分析

1.1我国华南区域的前汛期暴雨分析

华南地区属于我国大区之一，所覆盖的省份有，广东、广西、福建、海南以及贵州等。由于华南地区属于近海地区，这也就导致华南地区是我国受到暴雨灾害较为严重的地区之一。因此，对华南地区的暴雨观测以及预防工作是当前社会尤为关注的话题之一。二十世纪九十年代，我国在气象观测技术上取得全面的进展[1]。在今后的几年时间里，我国加强了自动气象站、多普勒天气雷达、风廓线仪以及气象卫星等多方面遥感技术对华南地区的降雨等气象情况进行观测，分析暴雨的结构变化等研究。终于在2009年，我国在华南地区的暴雨机理、监测以及理论性预测和方法研究等方面都取得了非常重要性的研究成果。通过对遥感技术获取的资料进行分析研究，得到华南区域的汛期暴雨对流系统以及三维概念模型。

此外还还有诸多研究结果表明，在华南前汛期暴雨过程中，经常会出现部分暖去暴雨，所谓的暖去暴雨就是沒有经过冷空气的印象概念股而形成的暴雨。当前很多气象学专家对该类暴雨定义为远离地面冷空气发生的暴雨。事实上就在暖区暴雨发生后不久，大约相隔几个小时就会产生封面暴雨。低空急流提供了相当高的位温的湿空气，而午后的降水峰值则是由于地表的加热以及海风。陆风的共同作用下导致的。因此、华南区域暴雨的形成机理，主要是由于低空南风向北推进的过程中，由地面位置不稳定造成的强上升运动。

1.2我国江淮流域的梅雨期暴雨分析

我国每年的夏季江淮流域就是一个重点的暴雨区域，江淮流域主要指的是长江和淮河流域。主要集中在长江的中下游区域，所覆盖的省份有安徽、河南、江苏、湖北、湖南、江西、浙江等区域。这些地区几乎每年的夏季都会面临一场梅雨峰暴雨。梅雨峰暴雨的主要出现在6月中旬至7月中旬前后差不多一个月的时间，有时候是会长达一个半月[2]。由于该区域降雨时

间较为集中，所以常常会形成当暴雨，甚至会造成严重的洪涝灾害，造成极为严重的经济损失。梅雨峰暴雨的形成机制当前很多的气象学家早有研究，主要由于梅雨峰以及其上的中尺度扰动油有关。

除此之外，当前对梅雨峰的研究结果有很多，主要是对天气形势以及天气尺度影响造成水汽的输送。同时还有研究结果证明，梅雨峰暴雨还会受到西南涡东移影响。

一般情况下，梅雨峰暴雨结束前还会有不同程度的暖区性质的暴雨现象，有研究结果指出，在江淮地区梅雨期结束之前，有些大暴雨是不收冷空气影响的，这类暴雨称之为暖区暴雨变形的暖切变型暴雨，这种暖切变型暴雨的产生机制是因为斜压性极弱的副热带高空东移的短波扰动在掠过低层暖干和暖湿空气团。此外在长江流域还会由于暖湿空气沿着梅雨峰上爬的现象，在上爬的过程中会散发部分热量，这就使得江淮流域上空的温差较小，最终导致江淮流域容易出现暴雨的。

所以江淮区域产生暴雨的机制不稳定，在梅雨峰结束前，还有形成部分暖切变型暴雨，与梅雨峰附近的温度以及湿度梯度变化导致的热动力不稳定有关。

1.3我国华北、东北区域的低槽暴雨分析

我国对华北、东北地区的暴雨情况有很多研究，据相关研究结果表明，华北区域常见的暴雨类型主要为高空槽暴雨，冷涡暴雨等天气。伴随着观测资料的增加，气象研究专家开始重视暴雨的中尺度对流模式发展。除了中尺度对流系统之外，华北地区的中尺度暴雨与低空急流、地形和城市环流也有很大的关系[3]。由于华北、东北地区属于中、高纬度区域，因此，华北和东北的暴雨形成机制与华南地区、江淮流域的暴雨情况有很大的区别，华北、东北区域的暴雨情况更加受到大气中层、高层的影响。除此之外，还有一个重要的方面那就是华北、东北地区的高空急流，尤其是急流中心的右后侧的辐散对低层垂直上升运动的启动起了很关键的作用。

有研究结果表明，在华北、东北区域的暴雨带上，有明显的冷干空气的侵入现象，这与当地的气候有显著的关系，因为北方属于内陆，其气候主要就是以干冷为主。来自高中的干冷空气入侵，则对华北暴雨有明显加强作用，同时这种干冷入侵现象也大大促进了暴雨区域的不稳定情况。主要是由于华北、东北在受到干冷空气入侵之后，引起大气层动量下传的影响，结果就使得空气质点有效位能向质点动能的转换，这也就是导致下暴雨的时候常常伴随着大风同时出现。

2.暴雨的预防机制研究

2.1数值预防方法

近年来，我国对暴雨的预测主要采用的是数值预报。伴随着大型计算机以及运算方法的进步，和各种天气预防理论的进展，国内的数值化预防方式正在向全球化进展，强调精细化发展，适用于的多种尺度，多目的性的要求。模糊的大气环境模式和中尺度数值模式之间的界

限，主要手段就是通过改进预测模式的动力框架、离散化技术以及计算方法资料同化方法。该方法与模式发展的暴雨数值预报各个方面也得到很大的进展。尤其是在各种新型预测方法的研究上面。

2.2集合预报模式

集合预报模式最早是出现在二十世纪八十年代集中理论和数值实验，到了九十年代，计算机技术全面发展，计算机技术逐渐运用在暴雨天气集合预报模式上。目前集合预报模式的相关研究已经深入到模式的扰动、多种物理过程、多模式分析的超级集合预报和混合预报等方面。

除此之外，集合预报模式还能够充分集合降水累积的概率。密度分布进行计算，可用来计算区域极端强降水预报。

2.3集合动力因子暴雨预报方法

集合动力因子暴雨预报方法与数值预报方法在思路上存在一定的差别，数值预报是运用云微物理参数方案，用积云参数化方案预报降水情况，该方法主要体现在对暴雨过程中云微物理过程以及积云参数方程，对动力过程体现不够充分。集合动力因子暴雨预报方法则主要是体现在大气的均匀饱和性以及波动性，在平流过程存在强烈的上升运动，这些主要有大气的热动力过程以及水汽的相变特征计算出来的结果，在暴雨预报方面有更加显著的优势。

结语

当前我国在暴雨预报方面等方面已经取得了非常大的进步，但是明显还存在不少的问题，例如观测资料的质量控制上都会导致预报的结果与实际的结果存在差别的现象。在当前的环境下，还需要对暴雨的预报方面进行更加深入的研究，确保精准每一次的暴雨预防。

参考文献

[1]金米娜.江西省汛期暴雨气候特点及预报方法综合分析[J].气象与减灾研究，2179，32（1）：69-72.

[2]翟盘茂，倪允琪，陈阳.我国持续性重大天气异常成因与预报方法研究回顾与未来展望[J].地球科学进展，2016，8（5）：15-16.

[3]倪允琪，周秀骥.中国长江中下游梅雨锋暴雨形成机理以及监测与预测理论和方法研究[J]. 气象学报，2015，62（5）：120-121.

（作者单位：1.西藏米林县气象局;2.西藏拉萨市气象局）