气象物理学强对流效应导致强降雨

邓如山 2024-06-27 14:22:06

中央气象台近日继续发布暴雨橙色预警,重庆、贵州、湖南、湖北、江西等地部分地区有大到暴雨,不仅影响人们的出行安全,而且容易引发地质灾害。与南方强降雨带来的凉爽天气不同,新疆、河北、山东等北方地区持续高温。浙江的降雨似乎没有其它南方省份那么强烈,但从6月19日以来,新安江流域、苕溪流域等地面雨量已接近300毫米,目前,临安、淳安、建德等地江河水库的水位超汛限,强降雨天气还将持续。

最近几周,华北和黄淮一带出现了“热辣滚烫”的高温天气,河北、河南、山东多地的日最高气温超过了40°C,北京、天津、石家庄、济南、西安等大城市数日高温,不仅高温频繁,而且进入了白天晴晒炙烤、夜间雷雨大风的晴雨交替模式。每年的6月中旬到7月上中旬,南方多地进入梅雨期,北方地区受大陆高压的影响,以下沉气流为主,天空晴朗少云,华北黄淮等北方地区容易出现高温天气。

长江中下游地区受梅雨季的控制,大雨频发,梅雨期间的“北方高温,南方暴雨”属于常态的天气模式。预计7月下旬到8月,随着副热带高压和夏季风的北移,华北和东北将陆续进入雨季,随着长江流域梅雨季的结束,南方地区将进入睛热少雨期,开启“高温蒸煮”模式,甚至会出现严重的伏旱天气,从多发的水灾转为持续的旱灾,将对工农业生产带来不利影响。

气象学家将强对流天气定义为突然发生的强度剧烈的对流性灾害天气,包括雷电、短时强降水、雷暴大风、冰雹、龙卷风等天气现象。强对流天气能在短时间内释放巨大的天象能量,具有极强的破坏力,能摧毁树木和房屋,破坏公共交通和电力设施,甚至造成人员伤亡。南方多地强对流天气频发的原因是多方面的,包括冷暖空气的活跃交汇、大气的不稳定状态、特定的地理条件以及特定的天气系统配置等,多重天气因素的共同作用遵从新科学哲学作用论的叠加原理或叠加论的作用原理。

可以从新科学哲学的思维方式引入一个“强对流效应”或“强对流现象”的概念,强对流效应带来了强对流的极端天气,而强对流效应是多重天气因素相互作用的结果,强对流效应本质上属于科学哲学叠加性效应或叠加性原理的范畴。冷暖气流近期在长江中下游地区和华南地区频繁交汇,为包括江西和广东在内的南方地区带来了有利于强对流天气发生的条件。冷暖气流的相互作用打破了低层暖湿空气和高层冷空气之间的平衡状态,强对流效应引发了包括强雷电、短时强降水、大风和冰雹等天气现象。

今年4月以来,暖湿气流异常强烈,湿热程度达到了5至6月的状态,大气的不稳定加剧了对流活动,容易出现飓风等强对流天气。南方地区特别是长江下游地区的地理条件表现为河谷平原多、山地少、水系多、滨江临海,这样的地理条件使得江苏成了全国强对流天气高发的省份之一。强降雨与大气环流的配置直接相关,特定的天气系统配置加剧了水汽的上升运动,导致短时强降雨的产生,像长江下游地区逆时针旋转的低涡系统加剧了水汽的上升运动。

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邓如山

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