新知|说好的暴雨总不来,是天气预报出错了吗?
科普中国 2022-08-19 13:00

你有没有经历过这样的时刻?

眼看窗外阴云密布,晦暗的天气似乎正在酝酿一场暴雨,这时候,你听到了电视里传来的“暴雨预警”,微微一笑,把早已准备好的雨具又放下了。

暴雨预警,在你看来简直就是反向预言。天气预报每次都把气氛烘托到位,眼巴巴地等待一天,幻想中“山雨欲来风满楼”的场景却悄然消失,暴雨的影子呢?为啥说好的暴雨,总是不来呢?

暴雨是如何形成的?

在太阳的照射下,陆地和海洋表面的水,蒸发成水蒸气。水蒸气上升到一定高度,遇冷变成小水滴,小水滴又组成了云。这些小水滴并不安分,而是在云里面不停冲撞,等到云无法承载它们的重量,它们就会从天上落下来,变成雨。

但一场普通的雨想要变成“暴雨”,过程并不简单,它还需要满足以下几个因素:

首先是丰富的水汽输送。暴雨是由水蒸气组成。这些水蒸气就相当于“小兵”,以迅雷不及掩耳之势,向某个地区大量集中,全部凑在一块,变成一场暴雨“大兵团”。

其次则是快速的上升运动。根据测算,在水平尺度为100-300Km的中尺度系统中,空气上升速度可达到101cm/s,水蒸气像坐了电梯,迅速上升到高空指定地点。

另外,大气中的两种类型的对流在一起相互冲撞,积雨云和层状云共存,导致雨的结构不稳定,扰动对冲,变成暴雨。

还有地形也起着密切的作用。很多暴雨往往发生在山区。这是因为我国大尺度地形总体呈东低西高的态势,国内有大量的东西向山脉。夏季盛行东南季风和西南季风时,潮湿空气被地形抬起来,暴雨大多会在山脉东侧或南侧的迎风坡聚集。

比如北京地处华北平原,北部是燕山山脉,西部是太行山脉,东南部是平原,夏季暴雨多次出现在西部和北部的山坡上。

暴雨预警等级分别代表什么?

针对暴雨量的不同,以及其可能造成的破坏及灾害,我国目前会用暴雨预警信号将暴雨划分为四个等级,分别为蓝、黄、橙、红。

如果预报员判定12小时内降雨量将达到50毫米以上,或者已经出现了50毫米以上的降雨,会发布蓝色预警。

如果6小时,甚至3小时内,降雨量达到50毫米以上,会发布黄色及橙色预警。

如果3小时内降雨量达到100毫米,或者已经出现100毫米以上可持续降雨,要立即发布暴雨红色预警信号,提醒公众和有关部门采取防范措施,避免灾害发生。

特大暴雨是一种灾害性天气,会导致洪涝灾害和水土流失,在山区和乡村地区,容易导致山洪、堤防溃决和农作物被淹,在排水系统不好的城市,也容易出现内涝,交通瘫痪,甚至人身财产损失。

所以,对暴雨的预警,怎么重视都不为过。

为什么暴雨预警会让你感觉不准?

首先是人们的主观感受存在差异。

我们之前说了,发布暴雨预警,一定是要看在一段时间内的累计降水,有些短期强降水虽然雨量很大,但持续时间不长,只有几分钟,甚至都达不到大雨量级。

有时候雨下得平缓,累计雨量大,但感受不深,你会以为自己遇到了假的暴雨。

另外,暴雨预警在世界范围内都是难题,比你想象的要难很多。

暴雨是一种不同时间尺度不同空间尺度相互作用,所出现的一种复杂的气象。如果想要暴雨预警准确,需要对有关暴雨的各方面条件和资料进行全方位分析。

常规高空观测系统对中小尺度的观测不充分,暴雨就像是有人从天空上朝地面泼一盆水,水不会均匀地落在地面上,有些地方更湿,有些地方更干,想知道每个点被打湿的程度,难度很大。

随着技术的进步,目前我国预测暴雨使用的数值模式时空分辨率越来越高。GRAPES全球数值预报体系甚至已经成为国之重器。

另外还有气象卫星遥感的全球监测精细化智能网格降水预警,可以把精度空间分辨率提高到5公里,时间间隔为逐小时,还能通过滚动更新,不断提高降水预报准确率。

虽然自然总是充满了不可测性,但相信随着技术的发展,未来我们一定可以充分发挥主观能动性,应对“不测风云”。

作者|王梓枫

审核|王金虎 南京信息工程大学防灾减灾科学与工程系 副教授

参考资料:

[1]国家减灾网:暴雨形成的条件http://www.ndrcc.org.cn/qxswzh/7905.jhtml

[2]国家气象信息中心https://data.cma.cn/article/getLeft/id/320/keyIndex/3.html

[3]新华网:天气预报背后的误读http://www.xinhuanet.com/tech/2020-08/25/c_1126408204.htm

来源:科普中国 公众号ID:Science_China

编辑/韩世容

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