鄭州特大暴雨的氣象背景

7月20日下午河南鄭州下了一場千年一遇的大暴雨,泛濫成災,內地網民形容是「1個小時下了150個西湖」。香港天文台前台長林超英為我們詳細解說造成這場超級暴雨的氣象背景因素。

 7月20日河南鄭州特大暴雨成災,先跟香港的雨量紀錄比較,再談這場雨的氣象背景。

千年一遇的極端天氣

鄭州20日下午8時,過去24小時降雨552.5毫米;下午4時至5時,1小時雨量201.9毫米,兩個數字都破了鄭州建氣象站以來60年的歷史記錄,據報道稱屬於千年一遇的極端天氣。

香港天文台1884年至今,最高日雨量是534.1毫米(1926年),最高1小時雨量是145.5毫米(2008年),都低於鄭州今次的數字,鄭州這場雨確是非同小可。

至於這場雨是什麼性質,先看7月20日8時至7月21日7時的內地雨量分布。河南山西交界以鄭州為中心的200公里乘200公里方形範圍內,普遍錄得超過100毫米雨量(紫色範圍),但是錄得超過250毫米(深紅色範圍)的地方只有50公里乘50公里範圍(相當於香港海陸全境大小),一天錄得超過500毫米的地方就更小了,因此這場特大暴雨影響的範圍很小,不是颱風、季候風之類的大尺度天氣,而是所謂中尺度天氣。

7月20日上午8時至21日上午7時雨量分布。(中央氣象台圖片)
7月20日上午8時至21日上午7時雨量分布。(中央氣象台圖片)
一時之間找不到昨天的高空天氣圖,根據河南氣象台的專家所說,今次與天氣系統長時間維持有關,因此借用7月21日8時香港天文台的電腦氣象圖分析。

太平洋急流遇上內地氣團

下圖中所示,上方是風向風速,下方是流線和濕度。藍色代表濕度高。

7月21日上午8時香港天文台高、中、低層氣流圖。
7月21日上午8時香港天文台高、中、低層氣流圖。

低層(925百帕,約1公里高)鄭州位於東南風急流與西南-東北走向的流線圖槽線(內地稱切變線,圖中T-T)交匯處附近,急流內的風速達到每小60公里之譜,向華中輸入大量水氣,急流來到槽線前無去路,被逼在交滙處上升。

中低層(700百帕,約3公里高)在這一帶也有水氣輸入,而氣流呈氣旋性質,同樣促進氣流上升。中層(500百帕,5公里半左右)是上升氣流的過渡高度,風勢較弱。

高層(200百帕,約12公里)氣流在鄭州附近成喇叭形向東北方輻散流出,功能等同一部抽氣機,把下方上升的氣流抽走。

鄭州特大暴雨立體概念圖。
鄭州特大暴雨立體概念圖。

概括地說,鄭州特大暴雨的背景是華中、大致西南-東北走向的低空槽線,這裏來自太平洋的東南風急流遇上內地氣團,有利空氣上升和造成降雨,因此日雨量分布略有西南-東北拉開的狀態,但是最大的雨下在哪裏要看高層氣流的配合,氣流輻散喇叭口之處上升氣流最強,下雨也最大,看來鄭州剛好碰上「急流 + 槽 + 喇叭口」多因素疊加的不幸,屬於一種中尺度天氣現象。

中尺度天氣瞬息萬變

7月21日鄭州的雨稍緩,參看下午4時內地雷達圖,雨區在武漢-北京一線,略有東移跡象,雨區分為三個雨團(A、B、C),鄭州在A與B之間避開了大雨,今回是中尺度的「好運氣」,是「千年一遇」的災還是普通大雨一場,只是一線之差。

7月21日下午4時雷達圖(中央氣象台圖片)
7月21日下午4時雷達圖(中央氣象台圖片)

至今天,氣象預報員仍然最怕中尺度天氣系統,因為範圍小、變化快,就算幾天前能預見大雨來臨,究竟到時最大的雨下在什麼地方,仍有太多因素影響,不到最後幾小時甚至幾分鐘不知結果,唯有步步為營和盡快發出警報。

願鄭州早日走出困境。

林超英