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  • 暴雨是怎样形成的?

  • 星期二, 2015年 4月 21日

还记得 2014 年 3 月 30 日的黑色暴雨吗?当晚滂沱大雨、闪电耀眼、雷声震天、狂风怒吼。大雨还夹杂着冰雹,像波子般大的冰雹「呯呯噗噗」的掉落到香港多处地方。从雷达图像上搜寻紫红色的回波(图一),是追踪冰雹的方法之一。究竟暴雨是怎样形成的呢?

图一

图一      2014 年 3 月 30 日下午8时的雷达图像,黄色至红色回波覆盖的地区是受大雨影响
的区域,紫红色的回波更显示可能有冰雹的迹象。


暴雨的形成需要各方面的配合,简单来说可以分为三方面:

1. 充足的水汽供应
每逢三、四月,中国内陆冷空气南下的频率减少,华南沿岸每每受到偏南气流的影响。这些气流大多经过长海路而来,所以都是较温暖潮湿的(图二)。华南沿岸的水汽会因此增多,而充足的水汽是有利降雨的其中一项重要条件。

图二

图二      示意图显示暖湿气团一般在三、四月影响香港。


2. 空气抬升
空气抬升的机制有很多种,而低压槽是春夏时在华南引发空气抬升较为常见的天气系统,伴随低压槽的天气一般都是不稳定的。由于低压槽轴心的气压较两旁为低,空气流进低压槽而汇聚,继而被逼抬升,抬升时水汽会因冷却而凝结成水滴,凝结所释出的能量亦有助空气继续上升,形成积雨云及产生降雨(图三)。除低压槽外,地形、地面高温、锋面及一些高空天气系统或特征(如:急流、涡旋、切变线及高层辐散区等)也有助空气上升。如一道低压槽徘徊在华南沿岸时,刚好配合若干上述所提到的气流抬升机制,气流抬升运动可以变得相当急剧,引发大雨。

图三

图三      暖湿空气在低压槽附近抬升而形成积雨云及降雨。


3. 大气不稳定度
暖空气的密度因较冷空气为低,所以较轻,容易向上升,因此当大气低层充满着温暖潮湿的空气时,低层空气容易向上升,大气便会变得不稳定。去评估大气的稳定度,较常用的指数有「自由对流高度」(Level of Free Convection (LFC))、「对流可用位能」(Convective Available Potential Energy (CAPE)) 和「K 指数」[1] 等,它们的数值可以从每天的探空资料计算出来,数值天气模式亦可提供这些指数的预报给预报员参考。


当以上三方面的条件全都同时出现时,暴雨形成的机会便会大增。暴雨带来的威胁不单由于大量的雨水可能导致低洼地方和排水道不畅通的地方出现水浸、河道泛滥、山洪暴发、以及近斜坡的地方有山泥倾泻的风险,更会有伴随暴雨的强雷暴和强劲阵风,甚至冰雹和龙卷风等的威胁。由于暴雨的演变及生成的位置存在随机及不确定性,预报员需利用实时的观测数据来有效地评估暴雨短期的强度变化、影响的时间及对本港的威胁,以便适时地发出相应的暴雨警告信号。

以下是如何在大雨未发生时作好准备的小贴士:

(一) 要留意天文台的九天天气预报有否提及大雨或雷暴,以及在天气概况中有否提及有机会带来不稳定天气的系统如低压槽或冷锋等;

(二) 要留意最新本港地区天气预报及特别天气提示;

(三) 当大雨快将来临时,要特别留意天气警告及相关注意事项。

大家若希望了解更详细的天气情况,可从天文台网站或「我的天文台」手机应用程式查看天气雷达图像、闪电位置资讯、雨量分布图、降雨临近预报、分区天气的最高阵风资料等。而当有恶劣天气出现时,最重要的是要注意身处地方是否安全。谨记要密切留意即将来临的天气变化及在有需要时采取适当的安全措施!



江如秋


参考:

[1] 美国国家海洋和大气管理局国家气象服务词汇表 (http://w1.weather.gov/glossary/)