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短时强降水和暴雨在气象学上有着明显的区别。短时强降水是指降水过程持续时间短、强度较大的降水天气现象,通常持续时间在6小时以内。而暴雨则是指降水强度大、降水量大、降水时间长的一种极端降水天气现象,通常持续时间在6小时以上。短时强降水往往造成短时间内的强降水灾害,如城市内涝和道路积水;而暴雨则可能引发严重的洪涝灾害,影响范围更广。因此,对于不同类型的降水,气象部门都会采取不同的监测和预警措施,以便及时应对可能引发的灾害。
对于暴雨和短时强降水,人们常常将二者“傻傻分不清”。二者之间既有区别,又有联系。
从基本概念区分
从二者的基本概念看,短时强降水是指1小时内某地降水量超过20毫米的降水过程,用来说明短时间内的降水强度,也可以用5分钟、10分钟或30分钟内的降水量来表征。
而24小时累积降水量达到50毫米或以上的降水被称为暴雨,按其降水量大小又分为三个等级,即24小时降水量为50-99.9毫米为暴雨;100-249.9毫米为大暴雨;250毫米以上为特大暴雨。
“短时强降水不一定形成暴雨,同样,暴雨过程也不一定包含短时强降水。”某地10分钟内出现20毫米的降水,降水强度相当于1小时120毫米,24小时内再没有出现降水,这是一次特强的短时强降水过程,而非暴雨过程;如果某地出现了一次24小时持续性降水过程,降水强度只有5毫米/小时,24小时累积降水量达到120毫米,这就是一次典型的大暴雨过程,但是没有出现短时强降水。
从成因分析产生过程
理解任何天气现象形成的物理逻辑是预报正确的前提。
夏季气温高、蒸发量大,低层大量水汽上升,遇冷凝结成云,由于气温随着高度升高而迅速下降,云中的水粒子以不同的相态存在,如霰、雪花、冰粒、过冷水、水等,它们彼此之间发生碰撞、合并和相态变化,形成更大直径的粒子,在重力作用下发生自然下落。如果云中上升气流足够强,部分液态水粒子或冰相粒子会再次被带到更高的空中,这样可以形成更大直径的水粒子或冰相粒子。由此循环,可形成大片的积雨云,这就是对流过程。短时强降水就是由对流降水导致的。积雨云内上升气流非常强烈,垂直速度可达20米/秒到30米/秒,最大可达60米/秒,比台风的风速还要大。在强烈的上升气流中,云内的水滴或冰粒不断增大,直到上升气流托不住时,就会急剧降落到地面,形成短时强降水或冰雹。
“我们经常看到有些积雨云并没有产生地面降水现象,这是由于雨滴在下落过程中被蒸发为气态水。在绝大部分对流天气过程中,降落到地面的雨仅仅是云中曾经凝结的一小部分,大部分通过蒸发过程‘还给了大气’。”
而蒸发过程带来的另一个问题就是会造成云中气温迅速降低,产生冷却现象,冷却的空气比周围空气重很多,于是产生向下的加速度,加速下沉的气流在地面便形成了雷暴大风。
一般而言,当对流降水发生时,地面大风越大,说明云中的蒸发作用越强(龙卷风除外)。由于对流云团“个头”不大,移动比较迅速,因此,强对流天气过程一般持续时间较短,天气会迅速转晴。
“长时间的对流降水必然形成暴雨,但是,有些暴雨过程并没有对流天气过程参与,这类暴雨过程对应的云系被称为层状云。由于其与更大水平尺度、更持久的上升运动对应,往往持续时间很长,控制范围很大,被称为‘大尺度运动过程’。这类垂直运动速度大约是对流垂直速度的百分之几甚至千分之几,因此,在大气含水量相当的情况下,层状云的降水强度一般只有每小时几毫米。但由于降水时间长,累积降水量可以形成暴雨、大暴雨。”
“列车效应”为二者建立联系
从暴雨和短时强降水之间的区别看,短时强降水强调的是强度,暴雨则强调累积值,即累积降水量。而谈到二者之间的联系,孙继松说,短时强降水不一定形成暴雨,但“列车效应”形态的短时强降水过程往往导致暴雨,甚至特大暴雨。
什么是“列车效应”?“想象一下,当一个人站在铁道边,一列火车经过时,会有什么感受?”
“火车有很多节车厢,当其经过时,肯定是很多节车厢一节一节地经过。这如同排列成串的对流云降水,每一朵对流云(被称为对流单体)都会产生短时强降水。当多个对流云团依次经过某地时,其所产生的降水量累积起来,就会导致大暴雨,甚至特大暴雨。”“列车效应”是短时强降水与暴雨之间重要的联系桥梁。
来源:中国天气网
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