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暴雨发生的基本条件

作者:不详来源:网络2014-07-20 18:34:16
暴雨发生的基本条件

暴雨一般发生在中小尺度天气系统中,其时间尺度从几十分钟到十几小时,空间尺度从几千米到几百千米,而形成暴雨的中小尺度系统又是处于天气尺度系统内,两者通常有着密切的关系。因而上两类天气系统的集合系统称为降水系统。

降水系统中降水的形成和强度主要与6个条件有密切的关系:

(1)水汽分布和供应

为了使暴雨得以发生、发展和维持,必须有丰富的水汽供应,计算表明仅仅依靠降水区气柱内所含的水分是不够的,即使气柱中所含的水汽全部降下也只能达到50~70mm的降水量。但是暴雨的降水量,尤其是大暴雨或特大暴雨的降水率十分强,每小时可达100mm,因而必须有外界水汽向暴雨区迅速地集中和不断地供应。对于持久性的暴雨,要求水汽有源源不断的输送,以补充暴雨发生不断耗损的水汽量,这种水汽输送,需要特别有效的机制能在较短时间内在更大范围内为暴雨区收集所必需的水汽量。

(2)上升运动

降水是发生在空气的上升运动区,地面或低层的空气只有通过抬升才能达到饱和,从而产生凝结,降落下来成为降水。对于天气尺度而言(如锋区、温带气旋、高空槽前部、副热带高压边缘等)上升速度只有100cm/s。由这种上升速度引起的降水量约为100~101mm/24h。因此只靠大尺度系统中的上升运动不能引起暴雨,事实上也很少观测到上千千米的暴雨区,在水平尺度为100~300km的中尺度系统中(如中尺度辐合线、飑线、中尺度低压等)上升速度比大尺度系统中的上升速度大一个量级,达到101cm/s。由这种上升运动引起的降水量大约101mm/h,达到了暴雨的强度。对于积云尺度的小尺度系统,由于其上升速度可达102cm/s,其所造成的降水强度约102mm/h,达到了大暴雨的量级。因而在不同尺度的天气系统中,同暴雨直接有关系的是中、小尺度上升运动,因而中小尺度系统是直接造成暴雨的天气系统。但大尺度的上升运动为中小尺度上升运动的形成和增强提供了必要的环流背景和环境条件,因而大尺度上升运动的存在是暴雨发生发展的先决条件。

(3)层结稳定度和中尺度不稳定性

对流性暴雨是一种热对流现象。大气中有两种类型的对流:垂直对流和倾斜对流。它们形成的暴雨系统形态有明显差别,前者多形成暴雨雨团、强风暴单体、中尺度对流复合体(MCC)、中尺度对流系统(MCS)等,后者主要形成与锋区有关的对流雨带。垂直对流和倾斜对流在物理条件上不完全相同,前者主要依靠大气的层结稳定度,后者除层结稳定度条件外,还必须考虑动力不稳定条件。

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