暴雨定義及分類

暴雨（英文名稱torrentialrain;rainstorm;storm）是指降水強(qiáng)度很大的雨，常在積雨云中形成。中國氣象上規(guī)定，每小時(shí)降雨量16毫米以上、或連續(xù)12小時(shí)降雨量30毫米以上、24小時(shí)降水量為50毫米或以上的雨稱為“暴雨”。

按其降水強(qiáng)度大小又分為三個(gè)等級，即24小時(shí)降水量為50-99.9毫米稱“暴雨”、100-249.9毫米之間為“大暴雨”、250毫米以上稱“特大暴雨”。但由于各地降水和地形特點(diǎn)不同，所以各地暴雨洪澇的標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。

在業(yè)務(wù)實(shí)踐中，又可按照發(fā)生和影響范圍的大小將暴雨劃分為：局地暴雨、區(qū)域性暴雨、大范圍暴雨、特大范圍暴雨。

局地暴雨歷時(shí)僅幾個(gè)小時(shí)或幾十個(gè)小時(shí)左右，一般會影響幾十至幾千平方千米，造成的危害較輕。但當(dāng)降雨強(qiáng)度極大時(shí)，也可造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

區(qū)域性暴雨一般可持續(xù)3～7天，影響范圍可達(dá)10～20萬平方千米或更大，災(zāi)情為一般，但有時(shí)因降雨強(qiáng)度極強(qiáng)，可能造成區(qū)域性的嚴(yán)重暴雨洪澇災(zāi)害。

特大范圍暴雨歷時(shí)最長，一般都是多個(gè)地區(qū)內(nèi)連續(xù)多次暴雨組合，降雨可斷斷續(xù)續(xù)地持續(xù)1～3個(gè)月左右，雨帶長時(shí)期維持。特大暴雨是一種災(zāi)害性天氣，往往造成洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致工程失事、堤防潰決和農(nóng)作物被淹等重大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對于一些地勢低洼、地形閉塞的地區(qū)，雨水不能迅速宣泄造成農(nóng)田積水和土壤水分過度飽和，會造成更多的災(zāi)害。

形成暴雨的天氣系統(tǒng)

暴雨形成的過程是相當(dāng)復(fù)雜的。一般從宏觀物理?xiàng)l件來說，產(chǎn)生暴雨的主要物理?xiàng)l件是充足的源源不斷的水汽、強(qiáng)盛而持久的氣流上升運(yùn)動和大氣層結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。大中小各種尺度的天氣系統(tǒng)和下墊面特別是地形的有利組合可產(chǎn)生較大的暴雨。

引起中國大范圍暴雨的天氣系統(tǒng)主要有鋒、氣旋、切變線、低渦、槽、臺風(fēng)、東風(fēng)波和熱帶輻合帶等。此外在干旱與半干旱的局部地區(qū)熱力性雷陣雨也可造成短歷時(shí)、小面積的特大暴雨。

暴雨常常是從積雨云中落下的。形成積雨云的條件是大氣中要含有充足的水汽，并有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動，把水汽迅速向上輸送，云內(nèi)的水滴受上升運(yùn)動的影響不斷增大，直到上升氣流托不住時(shí)，就急劇地降落到地面。

形成暴雨的條件

暴雨一般發(fā)生在中小尺度天氣系統(tǒng)中，其時(shí)間尺度從幾十分鐘到十幾小時(shí)，空間尺度從幾千米到幾百千米，而形成暴雨的中小尺度系統(tǒng)又是處于天氣尺度系統(tǒng)內(nèi)，兩者通常有著密切的關(guān)系。因而上兩類天氣系統(tǒng)的集合稱為降水系統(tǒng)。

降水系統(tǒng)中降水的形成和強(qiáng)度主要與6個(gè)條件有密切的關(guān)系：

（1）豐富的水汽分布和供應(yīng)；（2）大氣的上升運(yùn)動；（3）層結(jié)穩(wěn)定度和中尺度不穩(wěn)定性；（4）風(fēng)的垂直切變；（5）云的微物理過程；（6）地形。

(1)水汽分布和供應(yīng)

為了使暴雨得以發(fā)生、發(fā)展和維持，必須有豐富的水汽供應(yīng)，計(jì)算表明僅僅依靠降水區(qū)氣柱內(nèi)所含的水分是不夠的，即使氣柱中所含的水汽全部降下也只能達(dá)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強(qiáng)，每小時(shí)可達(dá)100mm，因而必須有外界水汽向暴雨區(qū)迅速地集中和不斷地供應(yīng)。對于持久性的暴雨，要求水汽有源源不斷的輸送，以補(bǔ)充暴雨發(fā)生不斷耗損的水汽量，這種水汽輸送，需要特別有效的機(jī)制能在較短時(shí)間內(nèi)在更大范圍內(nèi)為暴雨區(qū)收集所必需的水汽量。

（2）上升運(yùn)動

降水是發(fā)生在空氣的上升運(yùn)動區(qū)，地面或低層的空氣只有通過抬升才能達(dá)到飽和，從而產(chǎn)生凝結(jié)，降落下來成為降水。對于天氣尺度而言（如鋒區(qū)、溫帶氣旋、高空槽前部、副熱帶高壓邊緣等）上升速度只有100cm/s。由這種上升速度引起的降水量約為100~101mm/24h。因此只靠大尺度系統(tǒng)中的上升運(yùn)動不能引起暴雨，事實(shí)上也很少觀測到上千千米的暴雨區(qū)，在水平尺度為100~300km的中尺度系統(tǒng)中（如中尺度輻合線、颮線、中尺度低壓等）上升速度比大尺度系統(tǒng)中的上升速度大一個(gè)量級，達(dá)到101cm/s。由這種上升運(yùn)動引起的降水量大約101mm/h，達(dá)到了暴雨的強(qiáng)度。對于積云尺度的小尺度系統(tǒng)，由于其上升速度可達(dá)102cm/s，其所造成的降水強(qiáng)度約102mm/h，達(dá)到了大暴雨的量級。因而在不同尺度的天氣系統(tǒng)中，同暴雨直接有關(guān)系的是中、小尺度上升運(yùn)動，因而中小尺度系統(tǒng)是直接造成暴雨的天氣系統(tǒng)。但大尺度的上升運(yùn)動為中小尺度上升運(yùn)動的形成和增強(qiáng)提供了必要的環(huán)流背景和環(huán)境條件，因而大尺度上升運(yùn)動的存在是暴雨發(fā)生發(fā)展的先決條件。

（3）層結(jié)穩(wěn)定度和中尺度不穩(wěn)定性

對流性暴雨是一種熱對流現(xiàn)象。大氣中有兩種類型的對流：垂直對流和傾斜對流。垂直對流和傾斜對流在物理?xiàng)l件上不完全相同，前者主要依靠大氣的層結(jié)穩(wěn)定度，后者除層結(jié)穩(wěn)定度條件外，還必須考慮動力不穩(wěn)定條件。

（4）風(fēng)的垂直切變

風(fēng)垂直切變對局地強(qiáng)風(fēng)暴有比較重要的影響，由于強(qiáng)風(fēng)暴也是引起暴雨，尤其是突發(fā)性暴雨，因而風(fēng)垂直切變也是影響暴雨的重要因素之一。

（5）云的微物理過程

由于地形和不同尺度天氣系統(tǒng)或云系之間的相互作用，可以形成自然的播撒過程，從而使降水增強(qiáng)，形成暴雨。由于地形的作用，在山前形成大范圍層狀云，其中有許多小雨滴，如果積雨云由海上或其他地區(qū)移入到這片層狀云區(qū)，可以形成積雨云與層狀云共存的混合云系，兩種云系不同大小的雨滴將發(fā)生明顯的相互作用而產(chǎn)生播撒過程。積雨云中前部流入的強(qiáng)上升氣流將攜帶其中的大雨滴向上，通過0℃層后轉(zhuǎn)化為冰晶或雪晶，也有一部分成為過冷水滴，由于冰面的飽和水汽壓小于水滴表面的飽和水汽壓，積雨云中的水汽將凝華到冰晶上，使冰晶增長，由于積云雨上部的水汽減少，過冷水滴將蒸發(fā)以補(bǔ)充水汽，結(jié)果發(fā)生由過冷水滴向冰晶的迅速轉(zhuǎn)化（這種不穩(wěn)定也被稱為膠性不穩(wěn)定）。通過這種方式增長的大冰晶一部分隨上升氣流被帶到云砧區(qū)，在那里下落，通過零度層后變成大水滴，以后又落入到低空的層狀云層內(nèi)，捕獲在此層懸浮的大量小水滴而增長，最后下落到地面成為強(qiáng)降水。積雨云上面的另一部分冰晶則隨后面的下沉氣流直接落入層狀云中，通過碰并過程迅速增長到大雨滴，也使地面降水增加，這種混合云不但在沿海地區(qū)山區(qū)迎風(fēng)面可以觀測到，在梅雨期，臺風(fēng)季也經(jīng)?？梢杂^測到，它使降水增幅形成暴雨。

（6）地形

暴雨與地形有密切關(guān)系。夏季，我國各地大到暴雨日頻數(shù)分布和雨量分布都受到不同尺度的地形影響，我國的大尺度地形總體上呈東低西高其間有東西向山脈（燕山、南嶺等），因而在夏季盛行東南季風(fēng)和西南季風(fēng)時(shí)，潮濕空氣受地形抬升，暴雨日數(shù)最多的地區(qū)大多位于山脈的東側(cè)或南側(cè)的迎風(fēng)坡，如太行山、伏牛山、大別山、武夷山和燕山與南嶺山地等。對于區(qū)域或局地尺度的暴雨，其雨量分布也與地形有密切關(guān)系，例如北京地處華北平原的北部，它的北部是燕山山脈，西部是大行山脈的北端，兩大山系在北京西北部相交，東南部是平原，由于地形的影響，夏季暴雨出現(xiàn)次數(shù)最多的是在西部和北坡山坡上，這里是低層偏南風(fēng)或偏東風(fēng)的迎風(fēng)面，氣流有明顯的抬升作用和地形引起的切變輻合線。