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第1章 暴雨成因探秘(1)

雨的奥秘

暴雨成因探秘天仿佛漏了一般,倾盆暴雨狂泻而下,很快地面上水满为患,江河猛涨,山洪暴发,泥石流跟着来了。

暴雨是地球上最为常见的一种自然灾害,它是雨的大家族成员中的一员,要弄清暴雨的成因,必须得先从雨的奥秘说起。

龙王降雨的传说

中国古代的神话传说认为,天上的雨是龙王降下来的。

龙王,是江河海洋里掌管水族的王,他一出现,总是云雾缭绕,雨意氤氲,给人间带来频繁降雨。不过,一个地方要下雨,下多少雨,却是由天上的最高主宰——玉帝决定的。玉帝作出下雨的决定后,便派天将给龙王下达命令。龙王根据玉帝旨意兴云布雨,为人间降下甘霖。

关于龙王降雨,在中国古典四大名著之一的《西游记》中描绘得淋漓尽致,其中泾河龙王违反天条被斩首的故事更是家喻户晓:唐朝时期,长安城里的算命先生袁守诚神机妙算,经他指点,老渔夫每天都能满载而归。泾河龙王为保护子孙,变化成白衣秀士找袁先生理论。两人以上天会在什么时候下雨、下多少雨打赌。结果龙王回到龙宫,果真接到了玉帝降雨的旨意,降雨时间和点数与袁所说完全一致。龙王大惊失色,但为了不输给袁守诚,于是故意将降雨时间和点数作了更改,结果玉帝勃然大怒,派唐朝丞相魏徵梦游斩了龙王。龙王魂灵不服,向皇帝李世民索命,从而引出了唐僧西天取经的故事。

在现实生活中,一些不懂科学、迷信的农村老人在遇到天气干旱的时候,也会祈求龙王降雨,这就是民间所说的“求雨”。

事实证明,龙王是虚幻的,它不会给我们带来甘霖。那么,降雨的奥秘是什么呢?

雨形成的奥秘

天上要下雨,必须得有云。有句歌词“风中有朵雨做的云”,形象地说明了云和雨的关系,从它们的相互关系来说,云就是雨的母亲。

你可能会觉得奇怪:云天马行空,轻若鸿毛,怎么会“生”下雨来呢?

原来,云是由许许多多的小水滴或小冰晶组成的。这些小水滴和小冰晶的个头都十分微小,人类用肉眼根本看不到它们。因为它们大多数的直径还不到1毫米的百分之一呢,在1立方米的空间中,可以密集地存在几千万甚至几亿个小水滴或小冰晶。这些小水滴和小冰晶之所以能悬浮在空气中,是由于空气中的上升气流在托举着它们。

这些微小的水滴和冰晶,就是雨滴胚胎时期的模样。在云体内,这些雨滴胚胎拼命地长啊长,可是,要长大成雨滴降到地面上,并不是一件容易的事情。科学家们估算过,雨滴胚胎要变成雨滴降到地面,体积大约要增大100多万倍。

雨滴胚胎的成长,主要依靠两个手段,第一个手段是凝结和凝华增大,第二个手段是依靠雨滴的碰并增大。在雨滴胚胎成长的初期,主要依靠不断吸收云体四周的水汽来使自己凝结和凝华,也就是不断吃着母亲的“奶水”成长,如果母亲的“奶水”很充足,水汽能源源不断得到供应和补充,那么,雨滴胚胎就会不断增大,并最终成为雨滴降落到地面上。不过,很多时候,云的“奶水”有限,而雨滴胚胎“兄弟姐妹”众多,所以水汽往往供不应求,好多兄弟姐妹只能饿死,它们一死去,马上就被别人吃掉了——依靠吃掉死去的兄弟姐妹,有些雨滴胚胎迅速长大。当雨滴胚胎大到空气再也托不住它时,便从云中降落到地面,成为雨水。

不过,有时云中降下来的并不是雨滴,而是它们的表兄——雪花。这又是怎么一回事呢?原来,这主要是云内和云下的温度在作祟。当云内温度和云下温度都在0℃以上时,云完全由水滴组成,水滴增大后掉下来就是雨,反之,当云内温度和云下温度都低于0℃时,掉下来的就会是雪花。有的时候,云内温度低于0℃,但云下温度高于0℃,就会形成雨、雪共下的现象,被称为雨夹雪。

雨的家族

我们都知道,天上降下的雨有大有小,有的细如牛毛,有的淅淅沥沥,有的势如倾盆……那么,雨的家族都有哪些成员呢?

咱们先从最小的成员说起吧。雨大家庭中辈分最小、体重最轻的叫毛毛雨,它长得实在是太秀气了(其直径小于0.5毫米),一般情况下,天上下毛毛雨时,人的肉眼往往发现不了,只是感觉脸上有一点点微凉而已。古人这样形容毛毛雨:“细雨湿衣看不见”——可见,毛毛雨下久了,也会把人的衣服打湿哩。

毛毛雨之上是小雨。小雨下起来时,雨滴清晰可辨,但雨声缓和,而且雨滴落到地上不回溅。古人对小雨也有描述:“子规声里雨如烟”“天街小雨润如酥”。小雨再往上就是中雨了,相比小雨,中雨就要猛一些了:它一下便雨落如线,雨滴不易分辨,落到地上四溅开来,并且伴随有沙沙的响声。中雨之上,是比较猛烈的大雨,大雨一来,雨如倾盆,模糊一片,雨声哗哗,落到地上水花四溅,并且地面会形成积水。古人这样形容大雨:“白雨跳珠乱入船”“大珠小珠落玉盘”。

雨家族最厉害的角色当然是暴雨,暴雨又分为一般暴雨、大暴雨和特大暴雨。暴雨一到,那可以说是天昏地暗,雨势磅礴,再加雷鸣电闪,狂风肆虐,不能不令人心惊胆战。

为了直观地说明雨家族的成员,气象部门根据24小时内降水量的多少,把它们划分成了7个等级:小于0.1毫米为微量降水,0.1~9.9毫米为小雨,10~24.9毫米为中雨,25~49.9毫米为大雨,50~100毫米为暴雨,100~200毫米为大暴雨,大于200毫米为特大暴雨。

由此可见,暴雨是雨家族的暴君,一般情况下,给人类带来灾害的往往也是暴雨,特别是能量更大、脾气更暴烈的大暴雨和特大暴雨。

暴雨驾到

弄清了降雨的奥秘,下面我们来看看暴雨是如何形成的吧。

暴雨的传说

自古至今,暴雨在世界上许多地方都出现过,并造成了巨大灾难,因此,关于暴雨的神话传说比比皆是。

西方的传说认为,地球上本来没有人类,也没有暴雨等自然灾害,有一天,上帝到地球上来游玩,看到地球太单调,太缺乏生机了,于是决定制造人类。可是令上帝没有想到的是,他制造的人类繁衍得非常快,仅仅过了几百年,大地上便出现了许许多多的人。为了争夺食物和资源,这些人互相厮杀,发动了一场又一场血腥恐怖的战争。这让上帝很是恼火,于是决定制造一场大洪水惩罚人类。但为了不让人类灭绝,他把洪水要来的消息事先告诉了一个品行高尚的人——诺亚,并让他建造一只方舟,以躲避洪水灾害。方舟造好之后,诺亚和家人带着鸡羊狗兔等动物上了方舟。不久,天空大雨倾盆,天昏地暗。猛烈的暴雨一连下了十多天,大地上洪水奔腾,浊浪滔天,没有准备的人们全被洪水冲走,只有诺亚一家幸免于难。洪水退去之后,他们在大地上重建家园,过上了安详平和的生活。

关于暴雨,中国民间也有神话传说。据说盘古开天辟地时,天上有两个神仙力大无比,为了争夺天庭第一大力士的称号,这两个家伙很快打了起来。他们从天上打到人间,又从人间打到天上。打了三天三夜,两神仙终于分出了胜负,失败的那个神仙又羞又恼,一头向撑天的柱子撞了过去。只听见轰隆一声,支撑天地的柱子被撞断了,天上出现了一个大窟窿,天河的水像决堤一般从窟窿中倾泻而下,大地从此笼罩在了暴雨中。无休无止的暴雨形成洪涝,在大地上四处泛滥,成千上万的人被夺去生命。看到子孙多灾多难,人类始祖女娲坐不住了,她决心把天漏补上,拯救自己的后代。女娲不辞辛劳烧炼五彩石,并托着它们去修补窟窿。经过千辛万苦的努力,她终于将天上的窟窿补上了大部分,但在补最后一块石头时,女娲筋疲力尽,最后坠落于地呕血而亡。据说,女娲坠落的地方便是今天中国的雅安市。因为有一小片天空没有补上,所以雅安的暴雨特别多,据统计,雅安市的年降水量达1800多毫米,年降雨日数高达280多天,真可谓是名副其实的“天漏”。

暴雨成因

传说毕竟是传说,那么暴雨是如何形成的呢?

气象专家告诉我们,形成暴雨首先要有充沛的水汽。俗话说:“巧妇难为无米之炊。”如果空气中没有充沛的水汽,老天再能干都下不了暴雨。你可能会问,水汽是从哪来的呢?

00大家都知道烧水的情景吧:把一个大铁壶放在火炉上,在熊熊大火的烧烤下,水温渐渐升高,不一会儿,就见一缕缕的白色水汽从壶嘴中冒出来;水烧开后,壶嘴中的白汽冒得更加欢畅。这些白汽,就是云的胚胎——水蒸气。不过,烧水只是水蒸气来源微不足道的一小部分。我们赖以生存的地球,是一个名副其实的大水球,它的表面积约为5亿平方千米,其中海洋面积就占了十分之七还多。这么大的水面,在太阳的照射和风的吹动下,无时无不刻不在蒸发。水蒸发就变成了水汽。据科学家估算,整个海洋表面每年约有1米厚的水层转化成了水汽,全年由海洋蒸发到空中的水汽达505万亿吨。除了海洋,陆地上的河流湖泊,地表上的动物、植物、地壳表层的火山爆发等,也在向空气中输送水汽,这些水汽每年约有50万亿吨左右。

不过,光有充沛的水汽也不可能下暴雨,水汽要变成暴雨降到地面,必须有动力将它们抬升到高空才能做到。据科学家研究,水汽“爬”到空中有三种途径:第一种途径是“坐电梯”。炎炎夏日,在火热的阳光照射下,水面受热蒸发,变成水汽进入低层的大气中,由于日照太强烈了,低层大气由于急剧增热,就像气球被吹胀而变轻,于是,饱含水汽的空气就像坐电梯般扶摇直上,直接进入了蔚蓝色的天空中。第二种途径是“走楼梯”。因为暖空气轻,冷空气重,因此,当富含水汽的暖湿空气向前运动,遇到强大冷空气阻挡时,冷空气就会钻到暖空气下面,把暖空气抬起来,它们之间交界的地方,就会形成有趣的“斜面楼梯”,水汽沿着这条“楼梯”,便会“走”到高空去了。第三种途径是“爬扶梯”。当暖湿气流在前进的途中,遇到山脉、丘陵或高原等地形阻挡时,就会沿着山坡“扶梯”向上爬升,从而在迎风坡上成云致雨。

当然,不管水汽是怎么“爬”到空中,最后要形成暴雨,还必须得有一段浪漫的“婚姻”才能形成暴雨。在盛大的婚礼中,新郎指的就是冷空气,而新娘毫无疑问就是暖湿空气了:当来自北方剽悍勇猛的“新郎”,与来自南方海洋温柔多情的“新娘”结合——暖湿水汽相结合,并且产生上升运动时,它们爱情的结晶——暴雨便诞生了。如中国夏季的暴雨,便是典型的“拉郎配”印度洋和太平洋产生的大量暖湿水汽被气流输送到中国上空,与从北方远道而来的冷空气不期而遇,两者“情投意合”,很快就会形成大范围的暴雨、大暴雨天气。

暴雨通常是从一种叫“积雨云”的云中降下来。积雨云是低云家族的老大哥,这种云的“身体”相当庞大,它们可以形成100~200千米宽的雨带,一团团的积雨云就像一座座高山峻岭,当整个天空都被积雨云笼罩时,人们便会有一种“黑云压城城欲摧”的感觉,此时天昏地暗,日月无光,有时云底还会出现一个个悬球状的云团,看上去十分恐怖。

最大最多的暴雨

地球上暴雨最多的地方在哪里?还有,最大的暴雨到底有多大呢?

雨城“天漏”

前面咱们说过,人类始祖女娲补天坠落的地方是中国的雅安市,雅安也称为“天漏”,是世界有名的雨城。雅安年均降雨量达1800多毫米,是中国内陆暴雨较多的地方,年均暴雨次数在8次左右,最多年份达到15次。其中,2003年8月25日至26日发生的特大暴雨,6小时降雨量达到了227.9毫米。从观测资料统计来看,那次暴雨过程的6小时降雨量为1951年迄今的最大值。

雅安暴雨较多的原因是什么呢?据专家分析,这是由雅安自身所处的特殊地理环境造就的。雅安的西侧,是号称世界屋脊的青藏高原,而东面则是平畴千里的四川盆地,雅安处于这两种天壤之别的地貌环境之间,常受高原下沉气流和盆地暖湿气流的交互影响,再加上从印度洋来的南支西风携带大量暖湿气流,常被迫绕高原东移进入雅安境内,这几种气流相互作用,致使雅安不但雨日多、雨时长,而且雨量大。

雅安虽然号称“天漏”,但并不是中国暴雨最多最大的地区,中国的“雨极”在台湾。1912年台湾火烧寮降水量达8409毫米,为中国降水量的最高纪录。1906—1944年的38年间,火烧寮年平均降水量高达6557.8毫米,相当于北京10年的雨量。台湾同样是中国暴雨量最大的地区,1967年10月17—18日,台湾新寮在24小时内下了1672毫米的雨水,这个雨量居世界第二。据气象专家分析,这次暴雨是由于热带气旋引起的:巨大的热带气旋携带大量水汽,在经过新寮地区时,受地形影响,将其中的水汽以暴雨形式倾泻在这里,从而创造了中国24小时暴雨极值。

世界暴雨最多的地方

放眼全球,有一个地方的年降雨量超级多,这便是位于印度东北部的乞拉朋齐镇。

与中国的台湾相比,乞拉朋齐的年降雨量大得惊人。据气象资料统计,1861年,乞拉朋齐全年降下了22990毫米的降雨量,1890年8月到1891年7月,这里更是降下了24461毫米的雨量;而1960年8月到1961年7月,由于西南季风特别活跃,使得乞拉朋齐再次刷新了保持近百年的世界雨量记录,年降雨量高达26461.2毫米,平均每天降雨量70多毫米,按日雨量50毫米便是暴雨的标准,这里几乎天天都在下暴雨,真可谓是名副其实的“雨极”。

乞拉朋齐为什么能下这么多的雨呢?首先,这是因为印度洋是世界最潮湿的地区,那里是湿空气的“仓库”,当著名的西南季风从孟加拉湾吹向青藏高原时,巍峨的喜马拉雅山脉不让它越过,湿润空气被逼产生上升运动,凝结成大量雨滴,瓢泼般地降落在乞拉朋齐,使它成为世界“雨极”。其次,这是由乞拉朋齐的特殊地形决定的。乞拉朋齐位于印度东北部阿萨姆邦,在布拉马普特拉河南侧喀西山地的南坡海拔1313米处。喀西山地东西走向,长约250千米,高约1500米,东端与缅甸西部南北向的那加山和阿拉干山相接,形成一个宽广的向南敞开的漏斗状谷地,当夏季风源源不断涌入后,便被阻挡在这里,尤其是北面高大的喜马拉雅山,挡住了从印度洋吹来的湿热气流,使得饱含水汽的气流被迫上升,常在这里凝结形成倾盆大雨。

从年降雨量极值来说,乞拉朋齐算是“冠军”,但从年平均降雨量来看,这个冠军应让位于夏威夷群岛的考爱岛,该岛1920—1972年的年平均降雨量为11458毫米,是地球多年平均降雨量最多的地方。据专家分析,造成该岛多雨的原因,是岛上如“屏风”般耸立的高山:高山挡住了东北信风的去路,使得湿润的海风被迫在山坡绕行,冷热空气经常交汇,因而使得岛上全年降雨不断。

暴雨最大的地方

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