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  • 暴雨是怎樣形成的?

  • 星期二, 2015年 4月 21日

還記得 2014 年 3 月 30 日的黑色暴雨嗎?當晚滂沱大雨、閃電耀眼、雷聲震天、狂風怒吼。大雨還夾雜著冰雹,像波子般大的冰雹「呯呯噗噗」的掉落到香港多處地方。從雷達圖像上搜尋紫紅色的回波(圖一),是追踪冰雹的方法之一。究竟暴雨是怎樣形成的呢?

圖一

圖一      2014 年 3 月 30 日下午8時的雷達圖像,黃色至紅色回波覆蓋的地區是受大雨影響
的區域,紫紅色的回波更顯示可能有冰雹的跡象。


暴雨的形成需要各方面的配合,簡單來說可以分為三方面:

1. 充足的水汽供應
每逢三、四月,中國內陸冷空氣南下的頻率減少,華南沿岸每每受到偏南氣流的影響。這些氣流大多經過長海路而來,所以都是較溫暖潮濕的(圖二)。華南沿岸的水汽會因此增多,而充足的水汽是有利降雨的其中一項重要條件。

圖二

圖二      示意圖顯示暖濕氣團一般在三、四月影響香港。


2. 空氣抬升
空氣抬升的機制有很多種,而低壓槽是春夏時在華南引發空氣抬升較為常見的天氣系統,伴隨低壓槽的天氣一般都是不穩定的。由於低壓槽軸心的氣壓較兩旁為低,空氣流進低壓槽而匯聚,繼而被逼抬升,抬升時水汽會因冷卻而凝結成水滴,凝結所釋出的能量亦有助空氣繼續上升,形成積雨雲及產生降雨(圖三)。除低壓槽外,地形、地面高溫、鋒面及一些高空天氣系統或特徵(如:急流、渦旋、切變線及高層輻散區等)也有助空氣上升。如一道低壓槽徘徊在華南沿岸時,剛好配合若干上述所提到的氣流抬升機制,氣流抬升運動可以變得相當急劇,引發大雨。

圖三

圖三      暖濕空氣在低壓槽附近抬升而形成積雨雲及降雨。


3. 大氣不穩定度
暖空氣的密度因較冷空氣為低,所以較輕,容易向上升,因此當大氣低層充滿著溫暖潮濕的空氣時,低層空氣容易向上升,大氣便會變得不穩定。去評估大氣的穩定度,較常用的指數有「自由對流高度」(Level of Free Convection (LFC))、「對流可用位能」(Convective Available Potential Energy (CAPE)) 和「K 指數」[1] 等,它們的數值可以從每天的探空資料計算出來,數值天氣模式亦可提供這些指數的預報給預報員參考。


當以上三方面的條件全都同時出現時,暴雨形成的機會便會大增。暴雨帶來的威脅不單由於大量的雨水可能導致低窪地方和排水道不暢通的地方出現水浸、河道氾濫、山洪暴發、以及近斜坡的地方有山泥傾瀉的風險,更會有伴隨暴雨的強雷暴和強勁陣風,甚至冰雹和龍捲風等的威脅。由於暴雨的演變及生成的位置存在隨機及不確定性,預報員需利用實時的觀測數據來有效地評估暴雨短期的強度變化、影響的時間及對本港的威脅,以便適時地發出相應的暴雨警告信號。

以下是如何在大雨未發生時作好準備的小貼士:

(一) 要留意天文台的九天天氣預報有否提及大雨或雷暴,以及在天氣概況中有否提及有機會帶來不穩定天氣的系統如低壓槽或冷鋒等;

(二) 要留意最新本港地區天氣預報及特別天氣提示;

(三) 當大雨快將來臨時,要特別留意天氣警告及相關注意事項。

大家若希望了解更詳細的天氣情况,可從天文台網站或「我的天文台」手機應用程式查看天氣雷達圖像、閃電位置資訊、雨量分佈圖、降雨臨近預報、分區天氣的最高陣風資料等。而當有惡劣天氣出現時,最重要的是要注意身處地方是否安全。謹記要密切留意即將來臨的天氣變化及在有需要時採取適當的安全措施!



江如秋


參考:

[1] 美國國家海洋和大氣管理局國家氣象服務詞彙表 (http://w1.weather.gov/glossary/)