2020年8月7日，首都科学讲堂线上开讲，本次首都科学讲堂邀请了中国气象局公共气象服务中心气象服务首席科学家朱定真，为大家带来主题为《南方暴雨背后的天气密码》的精彩讲座。

　　南方暴雨背后的天气密码

　　近日，我国南方大范围强降雨引发各地汛情告急，险情频发。那么，汛期一般会出现哪些天气情况？今年南方汛期降水异常多，可能是哪些原因？当出现极端天气情况时，我们应该如何应对？

　　第一讲 暴雨的前世今生

　　今年我国南方经历了持续的暴雨天气，许多人也因此对“暴雨”产生了兴趣，接下来我们通过几个问题来了解一下“暴雨的前世今生”。

　　第一个问题是，影响我国雨季的主要气候特征是什么？

　　根据《中国自然灾害要览》，我国位于世界上著名的季风区域，冬半年盛行东北季风，夏半年盛行西南季风，也叫夏季风，它伴随着西太平洋副热带高压的季节活动而沿其西北侧进退。源于低纬度海洋上暖湿的夏季风与来自西伯利亚的北方干冷空气交锋，在交锋的区域中常形成绵延数千千米、宽数百千米的季风雨带。在我国东部地区，季风雨带从冬到夏随着夏季风不断加强北进、北方冷空气不断减弱并向北移动。

　　第二个问题是，我国雨季从几月份开始？

　　根据《中国自然灾害要览》， 4—9 月是我国雨季，也是暴雨发生的主要时期。在区域雨季内，形成了独特的区域性暴雨，主要有华南前汛期暴雨、江淮梅雨期暴雨、北方盛夏期暴雨、华南后汛期暴雨、华西秋雨季暴雨、西北暴雨等区域性暴雨。

　　第三个问题是，我国南北跨几个纬度带？

　　中国位于亚洲东部，地形西高东低，南北跨高、中、低三个纬度带。受地理位置、地形因素及季风气候的影响，我国是世界上著名的多暴雨国家之一。据统计，我国洪涝损失约占全国各类自然灾害总经济损失的62%；而全球洪涝损失占各种自然灾害的40%，均居于自然灾害之首，严重威胁着国民经济和人民生命财产安全。

　　第四个问题是，暴雨会引起哪些灾害？

　　暴雨不仅直接导致平地积水、河道漫溢、农田毁坏、房屋倒塌等最严重的洪涝灾害，还会引发山洪、滑坡、泥石流、病虫害、瘟疫、饥荒等多种次生和衍生灾害。所以对于我国来讲，暴雨灾害是一种非常严重的、事关生命财产安全的灾害，需要特别关注，它同时也是科技人员研究得比较多的一种灾害。

　　到现在我们一直在说“暴雨”，那么，第五个问题是，到底什么叫“暴雨”呢？

　　气象上规定，在24小时以内，降水量超过50mm，小于99.9mm，或者在12小时以内，降水量超过30mm，小于69.9mm就是暴雨。

　　我国的暴雨无论是发生频率还是强度，其地理分布的一般规律大致是由东南向西北逐渐减少减弱，呈现出南部多、北部少、东部多、西部少，以及山脉的迎风坡多、背风坡少等分布特征。这跟刚刚提到的季风气候和中国所跨的气候带的分布都是有关系的。

　　通过以上问题不难看出，我国暴雨有以下4个重要特点：

　　1.暴雨主要集中发生在5—8月汛期期间。这主要是因为我国夏季的降水和暴雨深受来自印度洋和西太平洋夏季风的影响。大范围的雨季开始于夏季风的爆发，而结束于夏季风的撤退。暴雨强度和变率与夏季风波动密切相关。如在长江中上游地区，6—8月的暴雨占总数的71% ；华北京、津、冀地区大暴雨日集中出现在7月下旬到8月上旬，此时夏季风达到最北位置，其间雨量占全年总降水量的66%。

　　2.暴雨强度大、极值高。与相同气候区的其他国家相比，我国暴雨强度是很大的，不同时间长度的暴雨极值都很高。我国24小时出现大于或接近1000毫米的降水量并不少见，在1931—2006年的76年中至少有5次。

　　3.暴雨持续时间长。暴雨的持续性是我国暴雨的一个明显特点，暴雨持续的时间可从数小时到数十天，绝大多数暴雨过程都持续3天以上。

　　4.暴雨区范围大。按暴雨范围大小，我国暴雨分为局地暴雨、区域性暴雨、大范围暴雨和特大范围暴雨四类。

　　由此可见，我国暴雨的特点是集中期明显，强度大，持续时间长，分布范围广，尤以梅雨期间江淮暴雨区面积最大。

　　第二讲 谁培养了暴雨的坏脾气？

　　我们知道，暴雨常常突然出现，且会伴随强对流天气，比如冰雹、龙卷风、强阵风等，带来一片狼藉。那么，到底是什么原因，或者说是谁培养了暴雨的这些坏脾气呢？

　　从今年南方的暴雨形势来看，总的来说有三方面原因，第一个是西太平洋副热带高压——想来就来想走就走，第二个是充足的水汽——浇透你为止，第三个是上升运动、地形——碰见就发火。

　　影响我国雨带和暴雨最为重要的一个天气系统是西太平洋副热带高压，由于它常年位于西太平洋副热带地区而得名。西太平洋副热带高压的南北移动和东西进退的位置及强度，直接决定我国夏季雨带和暴雨的位置及旱涝区域的变化。而西太平洋副热带高压偏偏是“想来就来，想走就走”的，我们的暴雨或者说雨带就是跟着它跑的，自然也就不稳定了，给天气预报增加了难度。

　　另外，暴雨发生发展和维持必须有充足的水汽供给，供应暴雨所需的“燃料”；暴雨发生在空气的上升运动区，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；还需暴雨区中大气层结不稳定，不稳定能量迅速释放产生强烈的上升运动，使暴雨持续。

　　再看大气环流的形势和地形，从这张图大家可以看到，由北向南的这个箭头代表着从高压的上面引下来的冷空气，而另一个代表副热带高压从南面引来的水汽，这样就形成了一个标准的暖湿气流和冷空气的交汇。这个交汇的位置正好就是我国雨带出现的地方，在过去的6、7月份，大家应该经常能看到这种雨带出现，但是具体到哪一点出现了强降水，哪一点出现了剧烈的天气，还关系到局地的地形地势。

　　当我们说起对流、环流的时候，肯定就要谈到大气环流的风。现在我们再来解答几个小问题，第一个问题是，“风向”是指风的“去向”还是“来向”？

　　事实上，“风向”是指风吹来的方向，从西北过来的叫西北风，从西南过来的就叫西南风。

　　第二个问题是，为什么山雨欲来风满楼？为什么暴雨来时天会黑？

　　下暴雨时会有大量的对流云，而这种对流云在剧烈发展的过程中需要有上升气流，有气流向上走掉，就一定有气流补充进来。这些不断补充的气流和不断加强的上升气流会在近地层形成一种阵风。同时，既然有上升运动，那么它的周边就会有下沉运动，当对流发展到一定程度开始向下产生降水，也会产生阵风。之所以说“山雨欲来风满楼”，就是因为当雨还没下，但阵风起来了的时候，就预示着这个区域对流云发展是非常旺盛的，或者说旺盛的对流云正在接近你所处的地方。

　　同样，暴雨来时天就黑了，是因为当暴雨云团开始逐渐发展，对流云特别旺盛的时候，云的厚度就起来了。云一厚，其遮光、散射和反射光的能力也就增强了，所以在云底下就会觉得天变暗了。

　　第三个问题是，为什么“涝一线”，“旱一片”？

　　简单来说，在一个锋面系统上，暴雨云团是此起彼消，一个接着一个的，所以在近地面出现的雨带也是一种带状的。从涝的形成原因上看，所有地方下的雨一定是从高处流向低处的，而低处往往是大江大河的河道，所以强降水导致的洪涝，往往都是径流形成以后向低洼之处汇聚，最后形成洪峰，使整个流域受到影响，所以它往往是“一条线”。

　　而干旱的形成是因为没有冷暖气团的交汇的，降水少，这种情况往往长期由单一的气团所控制，而一个气团的控制范围是一个面，是非常广的，所以干旱都是成区域出现的。

　　第三讲 真有“暴力梅”吗？

　　“暴力梅”的说法大家可能或多或少都听到过，但其实这个说法在气象专业上是没有的，它是媒体创造出来的。要想了解“暴力梅”，我们首先要知道“梅雨”到底是怎么回事。

　　梅雨是东亚夏季风向北推进的阶段性产物，是指始于初夏时节从中国江淮流域到韩国、日本一带雨期较长、降水连绵不断，多雨闷热易生霉的天气气候现象。

　　正因为梅雨是在特定天气条件下出现的，所以每年梅雨也会呈现出很多不同的特征。像早梅、迟梅、空梅、倒黄梅，就是因不同的天气原因造成的。而“暴力梅”，往往形容梅雨期持续时间长，雨量大，今年无疑是符合条件的。在历史上，1954年、1969年、1983年、1998年、2016年等都出现了梅雨季持续时间长、梅雨量大的情况。

　　结合今年的形势来看，今年6月12日前是华南前汛期，此时整个副热带高压是在某一条纬度线之下的，而6月12日以后，副热带高压一个北跳，跳到了这根纬度线以上，这个时候江淮流域就出现了梅雨。通过梅雨与副热带高压的关系，其实我们可以大体预测梅雨季的形势，但是具体的入梅和出梅还是要结合具体的天气实况去判断。

　　提到梅雨就避不开“梅雨锋”，那么，梅雨锋是冷锋、暖锋，还是锢囚锋？实际上如果细分的话，这些都不是，梅雨锋最像静止锋，但又有区别。因为静止锋虽然是相对静止的，冷暖空气交汇顶住了，双方势均力敌，但最多停留三五天，而梅雨锋是可以停几十天的。

　　虽然很多人把今年的梅雨形势比喻为“暴力梅”，好像很异常，但其实今年出现的梅雨形势是非常典型的，但是因为持续时间长造成了很严峻的后果。

　　从国家气候中心公布的数据来看，如果把整个受梅雨影响的区域分成四段的话，它们今年的降水量在历史排名有第四、有第一、有第二，且持续的时间也都出现了超常，具体表现在梅雨季提前来又晚结束，也就是把整个梅雨期拉长了，降水量自然就累积起来了，也就造成了巨大的防汛压力。

　　从图中可以看出，2020年梅雨量大，极端降水事件频发；2020年梅雨期入梅时间早，出梅时间晚，梅雨期持续时间长。

　　在今年整个梅雨季中，雨区重叠度高，累计雨量大；单日雨量大，极端性强；长江流域降雨量486.8毫米，较常年同期偏多54%，为1961年以来历史同期最多，由此带来了许多汛期险情。因此虽然“暴力梅”不是一个专业词汇，但是能够引起公众对梅雨的重视，也是一件很好的事情。

　　最后，如果要对今年的“暴力梅”做一个总结的话，或许有以下几个原因：西太平洋副热带高压系统长时间持续异常；中高纬度经向环流发展、冷涡活跃；来自南海和西太平洋的热带海洋暖湿气流强盛；春季前期结束的弱“厄尔尼诺事件”及赤道印度洋海温异常偏暖；北极地区的异常增暖与青藏高原前期积雪偏多。

　　第四讲 怎么样躲避暴雨天气危害？

　　不管怎么说，暴雨是不以我们人的意志为改变的，那么当我们遇到的时候，应该怎么办？我们能做什么？

　　首先我们要了解，暴雨预警有几级。

　　暴雨预警分为四级：蓝、黄、橙、红。其中有两个要素是区分预警严重度的，一个是影响的时间，一个是降雨量。比如说，最低的蓝色预警指的是12小时内降雨量将达50mm以上，或者已达50mm以上且降雨可能持续。而最高的红色预警指的是3小时内降雨量将达100mm以上，或者已达到100mm以上且降雨可能持续。

　　暴雨预警分级

　　其次，当面对不同类型的洪涝灾害时，应该怎么做？

　　应对流域型洪水，应该科学规划城市布局，分洪、泄洪、蓄洪科学调度；应对城市内涝，人、车要避免陌生地段涉水；应对海岸型洪水，要临时撤离，因为这种情况容易形成海水倒灌；应对山洪、泥石流等突发灾害，则要提前了解预警信息，避免在河道及附近逗留、宿营。

　　同时，由于伴随暴雨而来的还有强对流天气，因此还要防范伴随而来的雷电、大风、冰雹、龙卷风等造成的危害。

　　如果再具体一点的话，暴雨来临之前我们可以自己做一些准备工作：检查、清理屋顶、水沟和落水管；检查户外易松动的物件；准备塑胶购物袋，在需紧急引导雨水时当沙袋使用；将家中怕湿的物品、电器移往高处；取消不必要的出行计划；山区注意地质灾害预警，并注意监测。

　　对于可能受暴雨天气持续影响的地区，我们还应该准备一些应急包，其中可以包括下面这些工具：可使用电池的收音机和手电筒；蜡烛和防水火柴或者煤气灯；适量饮用水和罐装食品或干粮；急救药箱和基本的个人用药品；用来装衣物和贵重物品的防水袋；紧急联系人电话号码列表；汽车适用的手机充电器。

　　另外，当暴风雨临近时，必须停止在河道、户外游泳；行人和驾车应避开山体、树木、电线和低洼处；躲进坚固建筑物、避免使用电话。

　　当暴风雨结束后，要检查周围环境损害情况；远离掉下的电线并打电话报告；绕开不熟悉区域的水体、围墙、山体；如有需要，帮助邻居。

　　我们都知道，应对暴雨灾害，应该及时获取预警信息，听从指挥，重要的是注意预警发布时效、预报涵盖时效等。那么，你能看懂天气预报吗？

　　最后举几个例子给大家做一下参考，希望大家能对这些预报用语有所了解，做到趋利避害。“今天夜里到明天白天”指的是“当天20时至次日18时”；“今天夜里到明天”指的是“当天20时至后天08时”；“下午到夜里”指的是“当天14时至次日05时”；“今天白天”指的是“当天08时至20时”。