1.什麼是華南前汛期?
我國位於東亞季風區,在氣候上由冬到夏主要雨帶自南向北逐步推進,強度不斷加強;夏季過後,主要雨帶迅速南退,強度減弱。大部地區全年只有一個降水的高峰。只有華南地區例外:全年有兩個降水的高值時段,分別稱為「華南前汛期」和「華南後汛期」。
從華南地區59站候(5天)平均降水量隨時間的演變圖(圖1)可以看到,3月份以後華南降水量變化分為明顯的3個階段,具體表現為:4月是第一階段,在19候(4月第1候)雨量突然顯著增加,達到平均每日每站在5mm以上,但降水量比較穩定,總體雨量不強。.進入5月份,隨夏季風入侵華南地區,雨量增幅明顯。其中,5月第1候(25候)降水量再次出現劇增,雨量從平均每日每站6mm增加到平均每日每站8mm左右。第三階段開始於6月1候(31候)。平均每日每站候平均降水量已增至9mm,至6月第3~4候達到全年最大峰值(平均每日每站11mm左右)。6月第5候以後,降水量迅速減小到平均每日每站9mm以下;到7月份,降水量降至7mm以下。到了8月份,華南降水又出現一次峰值。可見,華南地區降水具有獨特的雙峰值結構。若簡單以平均每日每站候平均雨量達到或超過5mm為進入前汛期的標誌,以小於平均每日每站9mm定義前汛期結束,則可以方便地確定氣候學意義上華南前汛期時段為4月第1候(19候)到6月第4候(34候),或簡單地取4-6月為華南前汛期。
圖1 華南站點侯平均降水量隨時間演變(單位:毫米/日/站)
圖2是1971-2000年平均的4-6月降水總量分布圖。由圖可見,4-6月我國的主要雨帶是在華南到東南沿海一帶。有三個多雨中心:
第一個多雨中心在粵北山區,以清遠-佛岡-龍門-河源為中心,最大值在佛岡,為1083毫米。
第二個多雨中心在陽江-陽春-恩平-上川-鬥門一帶,其中陽江4-6月的平均降雨量達到1030毫米,列全省之冠。
第三個多雨中心在浙贛閔三省交界的山區一帶,其中貴溪的降水量最大,為914毫米。
這三大多雨中心,一方面和天氣系統有關係,另一方面,也和地形有關係,華南地區地形北高南低,面臨大海,在主要山脈的南坡,也就是暖溼氣流的迎風坡,是最容易產生降水的地方,在合適的條件下,就會出現明顯的強降水。
前汛期形成的主要原因有兩方面:其一是4、5月份,北方的冷空氣強度雖已大大減弱,但仍有一定的勢力。這樣,適量的冷空氣能夠越過南嶺,和海面上來的暖溼氣流共同作用而形成降水。為什麼是適量冷空氣呢?如果冷空氣太強,就會將暖溼空氣推出海岸線,從而不能在陸地上形成降水;若冷空氣太弱,則不能越過南嶺,或者不能提供足夠的能量使暖溼空氣抬升凝結。於是,當冷暖兩股氣流的力量大體相當,就能在華南一帶地區上空交匯,你來我往,從而為華南帶來「前汛期」豐沛的降水。其二是到了5月中旬後,南海季風暴發,季風的北上受到陸地地形抬升等因素的作用,往往會給廣東帶來大範圍持續性強降水;有時冷空氣東移出海,回流的潮溼東南風也會給廣東帶來暴雨。這就是華南「前汛期」最典型的特徵。
圖2 多年平均的4-6月降水總量分布圖(1971-2000年)
2.1982年5月南嶺地區的暴雨洪澇天氣過程
1982年5月上、中旬,華南地區出現了強降雨天氣過程,導致了嚴重的洪澇災害。圖3是1982年5月6-14日我國南方地區降水總量分布圖,由圖可見,在這十天之內,我國雨帶主要位於華南地區,華南前汛期的降水分布非常明顯。強降雨集中在南嶺山地的南坡一帶,十天降雨總量在300毫米以上,其中陽山(497)、英德(417)、臨桂(428)等站在400毫米以上,廣東的清遠,十天的降雨總量競高達886毫米。從桂林、陽山、英德等7站1982年5月1-20日逐日降水量演變圖(圖4)中可以看到,1982年5月上、中旬,華南地區的降水過程有兩次,一次在5月5-7日,一次在5月10-14日,以後一次降水強度最大,南嶺地區的大暴雨和特大暴雨都出現在這個時段,其中清遠5月12日的24小時降雨量出現了640.6毫米罕見的特大暴雨。從而導致了「82·5北江大洪水」的發生。
圖3 1982年5月6-14日降水總量分布圖
圖4 1982年5月1~20日華南7站逐日降水量圖
82·5大洪水形成主要有兩方面原因:一是北江流域的地形,二是合適的環流條件。
北江流域大部分位於五嶺以南,地形由西北向東南傾斜,在上中遊處有三列東北和西北走向的弧形山脈,即蔚嶺--大庚嶺山脈、大東山--滑水山脈和螺殻山--九連山脈,其高度在580~1900m左右,滑水山脈在陽山、三坑、高田形成500~1200m等高線的袋形山地,袋口南向,這種地形使南來水汽流沿低谷長驅北上,遇山地被迫抬升成雨。另外,北江水系呈樹枝狀,大支流交匯點相隔較近,使洪水易於匯集而成災。
在環流條件方面,82·5暴雨天氣系統有3個方面的組合(見圖5)。
(1)暴雨前兩廣出現東高西低的氣壓場,東面副高十分穩定,且向西、北擴伸,而且西面的南支低壓槽不斷擴大,在850百帕處和地面都有顯著的西南低壓場,使東高西低德氣壓差不斷增大,形成東南風風場,風速達4m/s以上,北江中下遊8~12日都在吹強勁東南風,帶來南海豐富的水汽。
(2)西南低壓南移,在850百帕高度形成一支東南向的低壓急流,且屬準靜止狀態,急流軸附近的風速不斷加強,西南風風速達15m/s,維持數日(9~12日),使西南方向的水汽大量進入北江流域。
(3)來自河西走廊一帶的地面冷高壓加強南下,中心強度達到1041百帕,這在5月中旬是極為罕見的。高原東側的偏北氣流引導冷空氣南下,越過南嶺,與暖溼氣流在北江上中遊地區交匯,形成強降水。
圖5 82.5北江大洪水環流形勢示意圖
地面的東南氣流在北江中下遊幅合,不斷進入滑水山的南面袋形山地,受迫抬升。西南低空急流也在附近幅合上升。由於西北氣流為冷平流,溫度較低,因而形成了該地區高空的強烈對流,且清遠、英德地區地面溫度很高,有較高的能量釋放,使得本地區成為特大暴雨區,暴雨中心(袋形山地的清遠、珠坑等地)24小時暴雨達600mm以上。另外,因北江東南岸為開闊的低丘,東南風帶來大量水汽,無阻擋地進入山地後,沿高坡抬升,在500m等高線附近形成特大暴雨。(李小泉)