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暴雨

暴雨(Torrential rain;Rainstorm;Storm)是指降水强度很大的雨,常在积雨云中形成。中国气象局规定,每小时降雨量16毫米以上、连续12小时降雨量30毫米以上或24小时降水量为50毫米及以上的雨称为暴雨。其主要特征表现为突然性、普遍性、地域性和差异性。

暴雨的形成原理与普通降水相同,都表现为水汽凝结降落,产生暴雨的主要物质基础则相较普通降水要求更高,主要有充足的水汽、强盛而持久的上升气流和不稳定的大气结构。关于暴雨的分类根据标准不同所划分出的类别也略有差异,常见的划分标准有降水强度、发生和影响的范围等,且不同国家对于暴雨的界定和强度划分也存在差异。如中国气象局按降水强度大小可将暴雨分为暴雨、大暴雨和特大暴雨三个等级;日本气象厅根据日本气象厅根据降雨量大小来划分出了6种程度的降雨,其中激しい雨(はげしいあめ)、非常に激しい雨(ひじょうにはげしいあめ)和猛烈な雨(もうれつなあめ)分别对应中国的暴雨、大暴雨和特大暴雨三个等级。

暴雨作为一种灾害性降水,可以对人们的生产、生活造成严重影响。如破坏生态环境、引发洪涝和泥石流等次生灾害、危害生命和身体健康、造成社会经济损失等。为了积极应对暴雨,世界各国也有不同的应对措施和预警信息,在中国使用蓝色、黄色、橙色、红色来代表不同级别预警信息,其他国家和地区则有差异,在日本和美国使用黑色或紫色来代表最高级别的暴雨预警信息。

定义及标准界定

世界气象组织规定:过去24小时内降雨量大于或等于50毫米为大雨。

中国气象局将每小时降雨量16毫米以上、连续12小时降雨量30毫米以上或24小时降水量为50毫米及以上的雨称为暴雨。

俄罗斯气象局将12小时或更短时间内降水量达到15-45毫米称为大雨,12小时或更短时间内达到50毫米或更多称为特大雨,1小时或更短时间内达到30毫米的称为大暴雨以及雷雨。

日本气象厅根据降雨量大小来划分出了六种程度的降雨:

(1)弱い雨(よわいあめ):每小时降雨量在3毫米以下的降雨;

(2)やや強い雨(ややつよいあめ):每小时降雨量在10毫米以上20毫米以下的降雨;

(3)強い雨(つよいあめ):每小时降雨量在20毫米以上30毫米以下的降雨;

(4)激しい雨(はげしいあめ):每小时降雨量在30毫米以上50毫米以下的降雨;

(5)非常に激しい雨(ひじょうにはげしいあめ):每小时降雨量在50毫米以上80毫米以下的降雨;

(6)猛烈な雨(もうれつなあめ):每小时降雨量在80毫米以上的降雨;

日本大分工业高等专门学校最强的降雨等级「猛烈な雨」对应的是中国最强的降雨等级特大暴雨,日本第二大强度的降雨级别「非常に激しい雨」对应的就是中国第二大强度的大暴雨,「激しい雨」对应的是暴雨。

暴雨形成

形成条件

物质条件

大气中充沛的水蒸气是暴雨的来源。一个地区的暴雨,特别是持续时间长、强度大的暴雨,仅仅依靠当地大气中的水蒸气含量是不够的,而是依靠从水汽源到降水区的持续运输,大气中的水汽来源于海洋。

大气上升运动对降水起着重要作用,主要是将含有水汽的暖湿气流抬升到高空,使其冷却饱和,然后水汽被凝结成雨滴降落。大气中的垂直运动通常需要由相关的天气系统提供。此外,地形作用也可使大气上升。大气对流不稳定是暴雨产生的重要条件,暴雨通常发生在强对流条件下,而对流的出现往往是大气中不稳定能量释放的结果。

大气环流条件

中、小尺度天气系统主要有雷暴、飑线、龙卷、中尺度低压、中尺度切变线等。这种天气系统有很强的上升运动,可促使大气不稳定能量的释放,产生暴雨,这类天气系统通常是暴雨形成的直接原因。此外,对于一些持续时间长、能造成大规模洪水灾害的异常降水现象,往往与大气环流的异常变化密切相关,大气环流的异常变化与海洋—大气、地球—大气之间的相互作用,太阳活动等其他因素有关。

可引起暴雨的天气尺度系统有温带气旋、锋面、低涡、低空急流,以及台风、热带云团、东风波等。这些天气系统对暴雨的形成有重要作用,主要是因为它们可以相对集中输送的暖湿空气,也有利于大气不稳定能量的形成和集结。此外,这些系统还可以产生大规模的上升运动,有利于一些中小型系统的产生,从而促使不稳定能量释放,产生暴雨。如在气旋中心,由于冷暖空气相互作用,常有大雨或大暴雨出现;在低涡(高空天气图上气压比四周低的旋涡)内有较强的上升运动,为降雨提供了有利条件,如果水汽充沛,也常有暴雨产生;而锋面是指当冷空气和暖空气相遇时,形成一条温度和湿度不连续的交界面,锋面上的暖空气温度高、密度小,被冷空气抬升到高空,形成降雨。

行星尺度天气系统这是一种大型天气系统,如阻塞高压、副热带高压、青藏高原高压、高空大槽以及热带辐合带等,这种大型天气系统不直接产生降水,但可以决定降水过程的环流形势背景,影响中小天气尺度系统的活动区域。行星尺度天气系统的改变往往使得大雨带及暴雨区发生变化。

形成原理

降水按照形成原因可分为对流雨、地形雨、锋面雨和台风雨等,对流雨是指空气受热后膨胀上升,水汽遇冷凝结成雨;地形雨则是指暖湿气流从水汽丰富的地区水平移动时,受地形阻挡(如山脉、丘陵或高原),水汽沿迎风坡抬升,后水汽遇冷凝结成雨;锋面雨是由于冷暖气团交锋,富含水汽的暖而轻的空气就会在冷而干的空气上方滑升或被抬升,水汽在锋面遇冷凝结成雨;台风雨则是由于热带气旋旋转前进,形成强烈的上升气流,高温高湿气流形成狂风暴雨。

主要特征

突然性

由于受到对自然现象认识的局限,人们对暴雨形成和发展机制的复杂性还没有完全摸清,因此依现在的科学技术方法和手段还难以准确地预测暴雨的发生时间、出现地域和降水强度,特别是局地的大暴雨或特大暴雨。所以在很多情况下,暴雨的发生发展常表现为较强的突然性。

普遍性

暴雨及其引发的洪水所到之处,极易造成灾害,特别是大暴雨或特大暴雨。出现在山区可导致水库溢崩和山洪暴发,出现在平原可造成一片汪洋泽国无论是生产、生活设施还是公路、桥梁等基础设施,无论是农作物、森林还是人、牲畜、家禽,都毫无例外地会受到危害。暴雨的危害还常常波及到暴雨以外地区。

地域性

暴雨发生受自然地理环境影响明显。例如同样是在夏季,梅雨锋暴雨是我国长江中下游平原主要的灾害性天气之一;而与我国纬度相近的美国,最常见的灾害性天气则是强风暴天气。造成这种差异的原因有两个方面:一是地形的不同,二是大气环流的差异。

差异性

影响暴雨灾害损失的因素很多,包括暴雨强度、暴雨发生地域、灾区经济水平与结构、农作物构成,以及灾害防御能力、气象预报警报水平等。在不同灾区,或同灾区不同地点,不同受灾对象,其损失程度与大小均不相同。

主要分类

按照强度划分

中国气象局将24小时降水量为50-99.9毫米的称为暴雨;日本气象局规定每小时降雨量在30毫米以上50毫米以下的降雨称为激しい雨(はげしいあめ),对应中国的暴雨级别。

中国气象局将24小时降水量为100-249.9毫米之间称为大暴雨;俄罗斯帝国气象局将1小时或更短时间内达到30毫米的称为大暴雨以及雷雨;日本气象局规定每小时降雨量在50毫米以上80毫米以下的降雨称为非常に激しい雨(ひじょうにはげしいあめ),对应中国的大暴雨级别。

中国气象局将24小时降水量为250毫米以上称为特大暴雨;日本气象局规定每小时降雨量在80毫米以上的降雨称为猛烈な雨(もうれつなあめ),对应中国的特大暴雨级别。

按照范围划分

局地暴雨是指历时仅几个小时或几十个小时左右,一般会影响几十至几千平方千米,造成的危害较轻。但当降雨强度极大时,也可造成严重的人员伤亡和财产损失。

区域性暴雨一般可持续3~7天,影响范围可达10~20万平方千米或更大,灾情为一般,但有时因降雨强度极强,可能造成区域性的严重暴雨洪涝灾害。

大范围暴雨是指日雨量超过80毫米,且范围广达8个县以上连成片的降水,定义为大范围暴雨。

特大范围暴雨是历时最长,一般都是多个地区内连续多次暴雨组合,降雨可断断续续地持续1~3个月左右,雨带长时期维持。特大暴雨是一种灾害性天气,往往造成洪涝灾害和严重的水土流失,导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等重大的经济损失。特别是对于一些地势低洼、地形闭塞的地区,雨水不能迅速宣泄造成农田积水和土壤水分过度饱和,会造成更多的灾害。

主要分布

世界分布

全球暴雨集中在北纬40度附近,因为地球表面的风带总共有六个,南北半球各三个,关于赤道对称,分别是低纬信风带、盛行西风带和极地东风带。盛行西风带主要位于中纬度地区,又称为“中纬西风带”,主要影响的纬度范围为南北纬30度至60度,其中南北纬40度至60度是主要影响的地区。北半球40度至60度对应的大陆地区较广、人口众多,出现天气气候异常后的影响大。如欧洲的强降水过程受到地中海气旋活动和西风带高压脊持续偏强的共同影响。

全球暴雨最多的有两个地方:一个是美国夏威夷群岛上的怀厄莱阿莱(Waialeale)。怀厄莱阿莱纬度低,气温高,大气上升运动明显,还是太平洋中部的海岛,水汽充分,较易形成大量的降水。怀厄莱阿莱每年平均有335天要下雨,年平均降水量为12244毫米,这里被称为世界“湿极”。另一个是印度东北部的乞拉朋齐(Cherrapunji)。乞拉朋齐年平均降水量10842毫米,相比怀厄莱阿莱少一些。但乞拉朋齐因在1861年创造了20447毫米的降水量极端最高记录,被称为世界“雨极”。乞拉朋齐位于印度东北部,其附近地区常常发生大洪水。

中国分布

中国幅员辽阔,横跨高、中、低纬度地区,季风气候特征明显。中国位于东亚,太平洋印度洋都对中国暴雨的形成产生了重要影响。特别是在夏季,西南风和东南风在中国大陆盛行,带来丰沛的水汽,容易产生暴雨天气。由于季风、地理纬度、海洋距离和地形因素的影响,中国暴雨的区域和时间特征非常明显。一般来说,南方暴雨多,北方暴雨少,东南沿海多,西北内陆少,夏季多,冬季少。暴雨主要发生在夏季风活跃的半年内。

中国的年暴雨日数分布从东南向西北减少,淮河及其以南大部地区以及四川省东部、重庆市等地普遍在3天以上,其中华南大部及江西省等地达5~10天;黄河中下游、海河流域、辽河流域等地一般有1~3天;中国西部地区偶有暴雨发生。

主要影响

破坏生态环境

暴雨降落及其造成的洪水流过程会容纳大量的污染物,如工业大气污染物、生活大气污染物、自然气态污染物、地面污染物、城镇乡村污染物、自然污染物等,会破坏流域的生态平衡,威胁城乡居民的饮用水源。且暴雨在重力作用下,产生强大势能,使松散的土壤受到雨水冲击而解体,进而被猛烈的迳流和洪水挟带流入河流之中,导致土壤肥力下降,耕地贫瘠化和沙化,并使河道淤塞,水害不断。

造成经济损失

在一些国家的内陆大江大河流域,暴雨引起的洪涝灾害频繁发生,给当地人民的生产生活带来了巨大威胁,造成了较大经济损失。如在中国历史上,据史书记载,从公元前206年至1949年新中国成立,长达2155年的时间里,大水灾发生了1029次,平均每两年就会遭遇一次。1931年的特大水灾,安徽省江西省江苏省小行星2547湖南省五省受灾最为严重,山东省河北省浙江省也受到了不小的冲击。受灾面积高达14170万亩,房屋损毁过半,大量民众流离失所,甚至举家逃难。特别是20世纪90年代以来,年均洪涝灾害损失超过千亿元,每年粮食减产达90亿千克

损害人身健康

暴雨洪涝灾害过后,水极易被动物尸体、厕所粪便、生活垃圾等污染,增加介水传染病如诺如病毒感染、轮状病毒感染、霍乱甲型病毒性肝炎等疾病的传播风险。暴雨天气发生时,室温会骤降,在温度变化的过程当中,许多老人,尤其是本身有肺部疾病和心血管疾病的老年人,更容易诱发心肌梗死等高危症状。暴雨会导致地下水暴涨,从而污染到我们的清洁水源,使细菌、病毒、寄生虫等大量传播。

引发次生灾害

洪涝灾害

暴雨等极端天气事件在全球范围内持续增多,导致洪涝灾害的发生频率和强度均显著上升。局部地区强暴雨事件频发且常并发,形势愈发严峻。从全球范围来看,洪涝灾害主要集中在多台风暴雨频发的地区。其中,孟加拉国北部及其沿海地区、日本和东南亚国家、加勒比海地区以及美国东部近海岸地区都是重灾区。同时在一些国家的内陆大江大河流域,洪涝灾害同样频繁发生,给当地人民的生产生活带来了巨大威胁。

地质灾害

在暴雨过后极易发生崩塌、滑坡等地质灾害,是因为降雨的渗透水作用:一是渗透水进入土体孔隙或石缝,使土石的抗剪强度降低;二是渗透水补给地下水,使地下水位或地下水压增加,对岩土体产生浮托作用,土体软化、饱和,结果也造成抗剪强度的降低。降雨也容易引发滑坡,而且降雨诱发型滑坡中会有滞后性;连续降雨、暴雨尤其是特大暴雨等集中降雨也会引发泥石流,泥石流的发生一般是在一次降雨的高峰期,或是在连续降雨稍后。

应对措施

建立建全暴雨预警机制

建立建立建全暴雨预警机制,如建设暴雨内涝监测预警与风险评估系统,通过大数据融合应用,内涝气象风险预警服务将进一步全面融入全市防洪排涝管理体系,实现暴雨过程前评估排涝片区的气象风险等级,暴雨过程中提前2小时至3小时发布隐患点风险预警信息,为水务部门预腾空、排水调度、三防应急指挥、交通疏导、出行指引、社区和公众科学避险等城市内涝灾害防御工作提供气象支撑。

编制暴雨灾害紧预案

提前编制暴雨灾害应急工作预案,明确组织机构及职责,做到灾害预警信息的完整性,如灾害的类别、预警级别、起始时间、可能影响范围、警示事项、应取的措施和发布单位等;做好应急工作方案,将应急工作与暴雨灾害的不同阶段相对应;做好保障措施,确保人员安排与人员职责分工合理;对各项储备物资进行检查,确保能充分应对断电、断网等紧急事项。

提升防灾减灾意识

学习掌握基本防灾知识、自我救护方法,进一步提高防灾减灾意识,如暴雨来临时应检查房屋,如果是危旧房屋或处于地势低洼的地方,应及时转移;家住平房的居民应在雨季来临之前检查房屋,维修房顶,要关闭煤气阀和电源总开关;暴雨期间尽量不要外出,必须外出时应尽可能绕过积水严重的地段,要注意观察,贴近建筑物行走,防止跌入窨井、地坑等。室外积水漫入室内时,应立即切断电源,防止积水带电伤人。在山区旅游时,注意防范山洪等。

预警信号

中国

俄罗斯

美国

日本

相关事件

中国

1998年,中国长江流域自6月11日进入梅雨期后,各地暴雨频繁。7月份暴雨、大暴雨、特大暴雨出现的次数最多。1998年汛期长江流域共出现74个暴雨日,其中大暴雨为64天,占暴雨日总数的86%,特大暴雨日为18天,占暴雨日总数的24%。持续的暴雨或大暴雨,造成山洪爆发,江河洪水泛滥,堤防、围垸漫溃、外洪内涝及局部地区山体滑坡、泥石流,给长江流域造成了严重的损失。据小行星2547江西省湖南省安徽省浙江省福建体育会江苏河南省广西壮族自治区广东省四川等处行中书省云南省等省(区)的不完全统计,受灾人口超过一亿人,受灾农作物1000多万公顷,死亡1800多人,倒塌房屋430多万间,经济损失1500多亿元。

2021年7月17日至23日,河南江北等处行中书省遭遇历史罕见特大暴雨,发生严重洪涝灾害,特别是7月20日郑州市遭受重大人员伤亡和财产损失。灾害共造成河南省150个县(市、区)1478.6万人受灾,因灾死亡失踪398人,其中郑州市380人、占全省95.5%;直接经济损失1200.6亿元,其中郑州市409亿元、占全省34.1%。

其他国家

1952年3月,塞路斯地区记录到连续8昼夜的暴雨,创下多项世界记录,其中8昼夜总降水量达4130毫米,为世界最大暴雨记录。

2024年3月11日,印度尼西亚国家抗灾署通报,西苏门答腊省强降雨引发的灾害已导致26人死亡、11人失踪。西苏门答腊省近期迎来强降雨天气,10个县发生洪水和山体滑坡,首府巴东水位最深达1.5米。印尼国家抗灾署发言人阿卜杜勒·穆哈里说,根据统计,目前仍有39000位居民受洪水和山体滑坡灾害影响。印尼国家抗灾署署长苏哈尔彦托11日前往巴东市,察看当地灾情及应急管理情况,表示将通过提供资金、救援装备等形式,处理洪灾对当地带来的影响。

2024年3月11日,玻利维亚民防部门表示,连日暴雨引发的洪灾已造成51人死亡,超过4.3万户家庭受影响,玻利维亚多地处于紧急状态。玻利维亚民防部门表示,有133座城市和500多个社区遭遇洪水和山体滑坡灾害。在拉巴斯,持续强降雨导致市区的街道和房屋被淹,内涝严重。

参考资料

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全球暴雨为何集中在北纬40度?首席预报员详解.光明网.2024-03-15

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中文的“暴雨”与日语的「豪雨」是一回事吗?.人民网.2024-03-20

暴雨过后需警惕地质灾害!自救避险常识看这里→.广州日报.2024-03-15

暴雨天气会带来什么健康风险?建议掌握这些急救知识!.新华网.2024-04-15

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暴雨定义及分类.中国气象局.2024-03-15

我国暴雨的分布特征.中国气象局.2024-03-15

大雨过后为什么容易发生地质灾害?.福建省人民政府.2024-03-15

广州:建立暴雨内涝监测预警与风险评估系统.中国气象局.2024-04-26

【自然灾害】阜南县气象局防御台风暴雨灾害应急工作预案.阜南县人民政府.2024-04-26

强化宣传教育,筑牢防灾减灾救灾的人民防线.太湖县人民政府.2024-04-26

SMG - 澳门特别行政区政府地球物理气象局.澳门气象局.2024-03-20

暴雨警告系统.香港天文台.2024-03-20

Far Eastern Federal District.俄罗斯气象局.2024-03-20

1998年长江流域大暴雨.中国气象局.2024-03-16

河南郑州“7·20”特大暴雨灾害调查报告公布.中国政府网.2024-03-16

印尼西苏门答腊强降雨已致26人死亡11人失踪.长江日报.2024-03-15

玻利维亚连日暴雨引发洪水 超4万家庭受影响.北青网.2024-03-15