暴雨灾害

一、暴雨的气候背景

广东的暴雨害主要出现在夏半年4~9月的汛期中,它的起迄时间与夏季风进退关联,也是由冬到夏季节转换的主要标志。夏季,东亚地区的气压场分布形势与冬季完全相反,这时,中高纬度的蒙古高压和阿留申低压已不清楚;相反,印度低压继续发展,并控制整个亚洲大陆,为全年最强盛的季节,而这时西太平洋副热带高压向北扩展和向大陆西伸亦是全年最强盛时期,可以说东亚夏季的天气气候变化基本上受这两个环流系统的强弱和相应作用所控制。夏季,高空为稳定的东风控制,中、低空受西南季风影响。4月开始,随副热带脊线北抬,广东受热带天气系统的影响程度逐渐增大,当副热带高压脊线在20°N以南附近时,雨带位于华南;这时副热带西侧偏南气流带来大量水汽源源涌进广东大陆地区。当季节交替,冬季风减弱,夏季风活跃时,广东就成为冷暖空气交换的必然之地。加之地形南低北高的特点,有利于南来暖湿空气的抬升和水汽在南岭以南堆积,造成广东降水量充沛。每年4~6月广东经历第一个多雨时期,这时广东的降水由北方冷空气南下与北上的暖湿气流交汇所造成,从性质上看属于副热带高压北侧的西风带降水。当然,也并不排斥热带天气系统和热带气旋可能产生的影响。每年7~9月广东经历另一个多雨时期,这时广东主要受热带气旋和热带辐合带等热带天气系统的直接影响而产生降水。同时,也不排斥后汛期前期锋面低槽可能产生的降水。这两段时间恰与全省主要江河的汛期相一致,所以前者称为前汛期,后者称为后汛期。

暴雨形成的过程很复杂,从宏观条件看,首先,要有充沛的水汽来源。即降水云层有足够的厚度,例如有宠大而深厚的积雨云或雨层云存在,并且需要有源源不断的水汽补充供应;其次要有促使气流强烈上升的动力和有利的大气环流形势,使降水强度足够大,持续时间较长。能够满足上述条件的天气系统主要是冷锋低槽和热带气旋两大类。广东地处热带、亚热带季风气候区,由于其西北背靠世界最大的欧亚大陆,东南面临世界最大的太平洋,因而季风气候特征极其显著。在适当的大气流场和特定的地形地势配合下,形成暴雨的水汽、热力及动力条件皆强于我国大陆其他沿海省、区,故暴雨强度之大,季节之长,皆居全国前列。

二、暴雨的标准及其特点

(一)暴雨的标准

暴雨是指在短时间内出现大量降雨的现象。暴雨的标准现在是全国统一的,其雨级名称和标准规定。

(二)暴雨特点
1.总的特点

广东地处低纬度,省境北依南岭、东北为武夷山,南面濒临广阔的南海,东部为浩瀚的太平洋,水汽来源丰富。北回归线横贯其中,境内多山,呈西北向东南倾斜的地势,有利于南来的水汽抬升和堆积,地理环境造成广东降水强度大,降水量丰富的特点。从春到夏,随着夏季风的向北推进,多年平均的雨带也分阶段性自南往北推移。4~6月雨带徘徊于华南地区,即华南前汛期雨季;6月中、下旬,雨带北跳至江淮流域,即江淮流域的梅雨季节;7月中旬至8月中旬,雨带再北跳到华北,即华北盛夏暴雨季节。在这中间,广东自然降水的时空分布有其独特的气候特点,广东的暴雨从3月份开始增多,4月已比较普遍,10月起暴雨次数大减,11月暴雨天气基本结束,但有些地方一年四季均有出现暴雨的可能,最早可出现在隆冬的1月1日(1964年广州等6地),最迟可出现在年底的12月31日(1963年、1973年和1977年,英德和阳江等地),然而,这种机会一般不多。由于广东独特的自然环境和地形条件,促使广东的暴雨天气系统十分强烈而复杂,中小尺度天气系统异常活跃,在夏半年大量来自印度洋孟加拉湾和太平洋输入的暖湿气流,所以广东暴雨出现早、结束迟、暴雨日数多。

广东年降水量分布特征多呈双峰型,二个峰值分别出现在5~6月(前汛期雨季)和8月(台风和热带天气系统造成的热带气旋雨季),而且5~6月的雨量峰值比8月要大一些。多暴雨及强暴雨频率和次数以及主要江河最高水位基本上多出现在上述时段,也是广东大陆防汛最为紧张的时期。

2.暴雨中心分布

由于地形的影响,广东分别有三个多暴雨中心和三个暴雨出现较少的地区,多暴雨中心的分布与雨量中心的分布基本一致。三个多暴雨中心是:

(1)粤北山地南缘的清远——佛岗——龙门为中心。

(2)粤西天露山、八甲大山南坡的阳江——恩平——斗门为中心。

(3)粤东莲花山南麓的海丰——陆丰——普宁为中心。

各中心东西长200多公里,南北宽约100公里,呈带状分布。

三个暴雨及雨量相对较少的地区是:

(1)兴宁——五华——梅县一带。

(2)云浮——罗定——德庆一带。

(3)雷州半岛一带。

3.前汛期暴雨的特点

前汛期(4~6月)是广东明显的多雨期,尤以5~6月最为明显。这时的暴雨主要由西风带天气系统所造成,是中纬度天气系统和低纬度天气系统互相作用的结果。5~6月正值广东春夏过渡季节,东亚环流急剧变化之时,全省境内南方暖湿气流进一步加强,北方冷空气则进一步削弱,西南、东南和北方来的三股气流常常交汇于本省上空,形成强烈降水。在前汛期内,中纬度西风带比较平直,并有短波槽东移,引导北方冷空气南下;同时南支西风带中有低槽自云贵高原南侧东移,在槽前输送大量南方暖湿气流。这样,南方海洋的暖湿气流源源北上,常与南下的北方冷空气交汇于广东上空,降水机会便增多。从5月下旬开始,水汽除来自孟加拉湾和南海以外,由西南季风从赤道附近海面带来更加湿热的水汽,因此,从5月下旬开始,水汽来源更充沛,暴雨强度更大。

前汛期内约85%以上的暴雨是由锋面低槽所形成,在冷暖气流交锋地带常有大小涡旋与之配合,促使暴雨强度大大增强。前汛期内除锋面低槽造成暴雨外,还有西南槽、低涡、切变线和高空急流等天气系统亦可导致暴雨天气发生。持续性暴雨往往是几种天气系统叠加的结果。

前汛期降水天气系统的分类是多种多样的。从地面来看大致可分为冷锋类、锋面低槽类、槽前脊后类和热带气旋类。低空主要是切变低涡类。当然地面和低空天气系统之间是相互联系的,不能截然分开。现简述如下:

(1)冷锋类

该类不伴有西南槽,仅是单一的冷锋,由于移动速度快,一般降水强度较小。

(2)锋面低槽类

是指锋面和西南低槽结合在一起。又可分为冷锋低槽和静止锋低槽,以静止锋低槽出现居多,且引起的降水强度也较大。

(3)槽前脊后类

是指低槽前与变性高压脊后的一种不稳定天气形势。这里指的低压槽是指西南槽,高压脊主要是指东路入海的变性高压脊。这类降水没有锋面低槽明显。

(4)热带气旋类

在前汛期内,少数年份有热带气旋影响或登陆本省。

前汛期内的降水量,除雷州半岛外,一般可达700~1200mm,占年降水量的40%~50%,尤以6月上、中旬前后为甚。从全省平均降水量看:4月150~250mm,5月250~400mm,6月东南部沿海和雷州半岛增加50~100mm,其余地区与5月相当。但是,有时也会出现历时几小时雨量达100~200mm的大暴雨。例如,澄海市东溪口水库1979年6月11日5~6时的降水量为245.1mm;陆丰市白石门水库1977年5月30日24小时降水量为844mm,该水库1977年5月26~31日过程雨量为1462mm。一次持续暴雨过程的降水量,往往可超过该月的多年平均值,如1965年9月27~30日,恩平连续4天暴雨,总雨量918mm,相当于当地9月份平均雨量的3.1倍。又如普宁气象站1960年5月5日,一日最大雨量为619mm。

广东前汛期雨量分布为:内陆少、沿海多,粤中为300~400mm,粤东沿海为600~900mm,粤西沿海400~500mm。

前汛期内,除雷州半岛外,在广东大陆地区随着时间推移,广东的雨带由北向南逐步位移。从总趋势看,4月份降水量占全汛期降水量的比值是由西北向东南减少的,西北部约占30%,而东南部仅占15%左右;到6月份,雨带分布有截然相反的变化,由西北到东南增加。西北部占30%~40%,东南部则占40%~50%。可见随着季节推移,广东雨带的雨量中心是由北向南逐步移动的。从全年情况看,省内大陆80%的地区最大月降水量均出现在6月份,10%的地区出现在5月,雷州半岛前汛期雨量占全年总雨量的30%左右,可见这种雨带内雨量中心南移的现象,是西南季风影响的结果。

广东前汛期平均总雨量:三个多暴雨中心都在1100mm以上,本省东西两侧在650mm左右,雷州半岛不足600mm,珠江三角洲在700~750mm之间。

前汛期全省平均暴雨日为3~6天,其中多雨区5~6天,少雨区2~3天,其余地区3~4天。

4.后汛期暴雨的特点

广东后汛期主要是热带气旋暴雨,时间为7~9月。在酿成大暴雨和特大暴雨的过程中,热带气旋暴雨占了主要地位,约占后汛期暴雨的90%以上。随着6月下旬西太平副热带高压加强北跳控制广东省境后,冷空气被阻留于南岭以北,广东后汛期开始,东南信风逐渐占领优势,西南季风对广东大部分地区的影响基本结束,除西部地区间隙地出现西风暴雨外,全省多以东风带暴雨为主。7~9月副热带高压活动最为频繁,副热带高压脊线可达中纬度地区,活跃的热带辐合带南侧不断有西南气流输入,使热带气旋的能量不断得到补充,常沿着副热带高压南缘向偏西方向移动,在珠江口以西沿海登陆并深入到内地。产生强降水过程主要由热带气旋、热带辐合带、东风波、热带云团等天气系统所形成。这些系统不但带来了海洋丰沛的水汽,更由于其本身就是强烈的辐合系统,上升运动激烈,所以可以直接造成大暴雨。热带气旋暴雨的大小、雨区范围、分布情况取决于热带气旋本身的大小、强弱,气旋中的温度、湿度、稳定度、气流的场结构、移动路径、寿命长短和热带气旋周围的环流形势,特别是冷槽、锋面、南支槽、副热带高压等的配置状况,以及海岸带特点、山脉走向、高度、坡度、范围大小等。而且热带环流系统的移动路径受太平洋副热带高压的强弱、进退和冷空气等影响。如果热带气旋与外界系统,例如与冷空气、西风带天气系统相结合,就会使降水的持续时间、范围和强度明显加强。如1994年6月西江和北江大洪水,就是9403号热带风暴与冷空气、低槽、西南低空急流等西风带天气系统综合作用所形成的结果。

常年8月西太平洋副热带高压到达最北位置,夏季风也到达我国最北位置,这样,热带气旋就很少受到副热带高压的阻拦,容易登陆并深入内地,因而形成热带气旋最活跃时期。与此同时,由于太平洋副热带高压常成一条带状,呈东西向分布,并吹强盛的东风,因此热带气旋中心移动的方向,也多自东向西行。广东常处在它的南缘,所以热带气旋登陆影响广东的机会便特别多;加上这时南海热带气旋生成的机会较多,所以8月和9月之交是全年热带气旋最活跃的时期。

随着热带气旋而来的暴雨,使韩江流域、西江流域和漠阳江及其它沿海河流常出现第二个汛期高峰。雷州半岛的河流,这时也可能出现最高峰。在沿海地区,狂风暴雨配合海潮,是形成潮灾最多季节,往往是洪涝、风灾和潮灾一齐侵袭。9月后,由于冬季风逐渐强盛,太平洋热带气旋北上范围已经缩小,登陆广东的机会本应减少,但这时南海热带气旋仍在增加,故9月仍是热带气旋活动盛期。这时出现的热带气旋,常给本省大部分地区带来较丰富的降水量,特别是偏西地区和雷州半岛一带。由于广东季风气候显著,促使前、后汛期降水丰富,形成了本省雨热同季显著的季风气候特色,这是广东跟纬度相近的撒哈拉大沙漠气候景观截然不同的根本原因。但是,热带气旋带来降水的时间过长、过大、过于集中,又会酿成内涝积水,因而有“白露水”之称。

综上所述,由于广东地理环境和季风气候的特殊性,降水成因比北方更复杂,经常出现特大暴雨,一年四季都可能发生暴雨,局部洪涝随时可能出现,以前汛期锋面暴雨,后汛期热带气旋暴雨影响范围广,危害程度大。南岭山地绵亘于北部,在大型锋面系统活动时,雨区随锋面向南移动或南北摆动,往往使珠江流域上、下游之间降水过程接踵而至,有时上、下游同处于雨区内,所以暴雨发生面积很大,各主要江河下游,特别是位于西、北、东江出海河口处的珠江三角洲雨涝最严重,其它河流在汇流处或河谷低洼处雨涝也常发生。

四、暴雨害对水稻生产的影响

汛期降水虽能增加水库容量,有利于农业生产和城市供水等。但是,暴雨和连续性暴雨却对农业生产影响极大。

汛期内,特别是5月、6月、8月,土壤水分处于极饱和状态,土壤对水分的吸收和渗透基本处于停止状态,大部分雨水被径流分流至江河。这时,如果连续出现暴雨,加上潮水顶托,水势更为明显,往往导致山洪暴发,江河泛滥,水库坍塌,农田积水,土壤冲刷严重,农作物受害。如果连续出现大暴雨或特大暴雨,还会造成大范围的洪涝灾害。

1、暴雨对水稻生长发育的危害

前汛期和后汛期,恰是广东早稻和晚稻分蘖、幼穗发育和开花结实期,是决定早稻和晚稻后期穗数、每穗粒数、结实率和千粒重的关键时期,这时遭受强大的暴雨或连续性暴雨袭击,可出现以下灾害:

(一)暴雨多,光照不足,使早稻和晚稻中期难于露田、晒田,不利于壮根、壮秆、壮穗,易引起茎叶徒长,后期根、叶易早衰;同时还容易引起纹枯病和白叶枯病盛发和蔓延。

(二)农作物茎叶受暴雨机械损伤,如撕破叶片、茎叶折断,引起生理机能下降,光合效率降低,导致幼穗发育或籽粒的养分供应不足,造成单穗颖花数减少、结实率下降和千粒重降低等。

(三)早稻和晚稻抽穗开花期遭受连续的暴雨袭击,造成“雨打禾花,花而不实”,严重影响颖花授粉受精的正常进行,使受精的子房停止发育而成秕粒,或不受精而成空粒。谷壳遭受暴雨损伤会导致贮藏机能降低而出现大量碎米。据调研究资料统计,一次持续2~3天的暴雨过程,对正在抽穗开花的水稻,可造成5%~10%的产量损失。农谚“雨打禾花,惨如抄家”,正是持续暴雨对结实率影响的写照。据试验资料分析,结实率与抽穗后6天总雨量亦有密切的关系。

(四)水稻生育后期遭受暴雨袭击造成植株倒伏。不仅严重影响水稻正常的生长发育,在成熟后期还会导致穗粒发芽、霉烂而降低产量和品质。降雨后,稻株地上部附着雨水增重,重心高度和弯曲角度都发生变化,弯曲力矩也随之变化。冰高信雄(1962~1963年)曾对稻株进行过雨前和雨后的测定,雨前单穗重约为7.4~8.9克,雨后附着雨水最多时,单穗平均重11.7~12.9克;稻株受到充分振动而附着雨水最少时,单茎平均重为10.2~11.4克。由此可见,降水使稻株单茎附着雨水最大增重达4.0~4.3克,即使受风力振动,部分雨水撒落,单茎平均增重还有2.6~2.8克。但不同成熟阶段,增重不同,以完熟期增重最大,即使雨后受强风的摇动,附着雨水增重仍大于20%。

然而,稻株各部分对雨水的附着量是不同的。黄熟至完熟期,叶身部附着雨水量多,而穗部附着较少。前者约增重0.8~2.0克,叶鞘和茎秆约增重1.5~1.8克,而穗部仅增加0.3~0.6克。它们增重的比值分别为56%~147%、37%~44%和13%~27%。在叶片中剑叶与倒二叶增重率差异不明显,例四叶显著增大。

此外,降水对水稻倒状的影响,除了地上部附着雨水增重外,雨滴打压也起着促进作用。

2、暴雨对水稻产量的影响

(一)对早稻产量的影响

汛期内的暴雨对水稻产量的影响是明显的。据统计,广东中部和中北部各代表点早稻孕穗—开花期的总雨量和总雨日与早稻产量均呈负相关关系,且达到一定的显著水平。例如新丰、从化、番禺、高要、南海等市(县)早稻产量与孕穗—开花期总雨量的相关关系分别为-0.43、-0.42、-0.51、-0.41、-0.55,均达到0.05和0.10显著水平。此外,早稻产量与孕穗—开花期总日照时数亦呈显著的正相关关系。

将早稻产量与气象因子的相关系数经检验达0.10及其以上显著水平的因子建立多元回归方程。

统计表明,早稻前期温度偏低,中后期雨日雨量偏少,日照偏多,有利于早稻高产。

(二)对晚稻产量的影响

据调研,持续性暴雨对晚稻生长发育和产量形成的影响也是很大的,特别是秋季热带气旋登陆或影响广东时,往往诱发北方冷空气南下,冷空气与热带气旋遭遇时,引起的低温、大风、伴随大暴雨,危害就更为严重。例如统计广东南部沿海地区的中山、潮安和海南省琼山的秋季热带气旋暴雨与晚稻产量的相关系数分别为-0.42、-0.50和-0.49,均达到0.05和0.10显著水平。

将晚稻产量与气象灾害的相关系数经检验接近0.10及其以上显著水平的因子建立多元回归方程。

晚稻孕穗——开花期的雨量和日照时数与晚稻产量关系亦很密切。例如统计连平、南海、中山等市(县)晚稻孕穗——开花期总雨量与产量的相关系数分别为-0.382、-0.387、-0.456;统计从化、南海、中山晚稻孕穗——开花期的日照时数与产量的相关系数为0.439、0.662、0.649,均达到0.05~0.01的显著水平。

将晚稻产量与气象因子的相关系数经检验接近0.10及其以上显著水平的气象因子建立多元回归方程。

据报导,在80年代因暴雨引发洪涝而受淹面积一般每年都有20万公顷左右,严重的年份受淹面积达46.7万公顷左右。锋面暴雨和热带气旋暴雨除造成稻田受淹外,还伴随倒伏、发芽、落粒、病虫严重、稻米质量下降,损失是难以估计的。例如1986年8607号台风于7月在粤东登陆,水淹面积达54.1万公顷,其中水稻35.9万公顷,损失9亿公斤;1976年晚稻受多次台风暴雨袭击,受淹面积21.7万公顷,病虫害发生面积83.5万公顷,减产7.7亿公斤;1978年晚稻也多次受台风暴雨侵袭,受淹面积24.5万公顷,加之台风与寒露风、霜降风共同影响,造成特大减产。

五 暴雨害的防御措施与对策

本省沿江河地带和近山地丘陵低洼地,遇有连续性暴雨会导致山洪爆发,江河水位上涨,造成内涝积水或发生洪涝灾害,农田被淹,作物受损,房屋倒塌等,因此,必须做好防灾减灾工作。

从生态环境角度考虑,重视种草种树,可以减少地表迳流和水上流失,防止或减轻暴雨造成的灾害。兴修水利、治理河流、开挖渠道,增强暴雨的排泄能力,使暴雨后的积水能及时排出。修筑水库能栏蓄河水减少流量,从而有效地防止暴雨引发的洪涝灾害。加强农田基本建设,合理开沟,降低地下水位,使地表水、潜层水和地下水能及时迅速地排泄出去。根据暴雨发生的规律,合理布局农业,确定适当的种植制度,选择耐雨、耐涝作物。调整播植期,避免关键生育期出现在暴雨高峰期。在暴雨中心地区,调整种植业与养殖业、旱作与水生作物的比例,能减轻暴雨危害。此外,还要注意如下具体措施:

1.在汛期,要加强暴雨监测、预报和情报工作,建立防灾减灾预报服务系统。监视暴雨发生、发展和变化,对未来影响地区、强度和持续时间做出准确的预测,使各级领导和生产部门能及时掌握有关信息,及早做好防灾减灾工作。

2.暴雨出现后,要做好暴雨的实时评估分析,提出相应的防灾、抗灾、救灾措施。建立抗灾指挥系统,组织指挥防灾、抗灾和救灾工作。

3.调整种植制度和作物布局。按照不同地区暴雨发生规律及其季节变化和时空特征,确定合理的种植制度和作物布局。例如,根据暴雨发生季节和地区分布特点,在每年6月上、中旬端午赛龙舟前后,大部分地区降水达到最高峰时期(“龙舟水”),为此,选择适当早稻品种,合理安排播植期,使早稻抽穗开花期避过“龙舟水”,以促进早稻稳产、高产,蔬菜等旱地作物在播种时注意天气预报,避开暴雨危害。

4.实行深沟高畦耕作,挖好耕地水沟,可以大大迅速排除地面积水,降低地下水位,减轻暴雨危害。

5.在暴雨季节出现前及时加固和加高堤围,做好一切防汛准备,检查堤围、水坝,加固险段,备足防汛器材,落实各项防汛措施,以防不测。

6.健全田间排水系统,平整土地,使蔬菜等旱作雨后田间积水能迅速排出。

7.特大暴雨过后,要及时修复被暴雨毁坏的。

中山市气象台  地址:中山市西区升华路6号  电话:0760-88622297  传真:0760-88620576  邮箱:zs-qx@163.com  粤公安网备44200002005438  网站标识码:bm54190012