书城科普读物探索神秘的大自然:春夏秋冬的奥秘
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第11章 夏季——炙热多雨(1)

天气多变

一说到夏天,人们首先想到的就是热,夏季是一年当中气温最高的时期,这其中既有内陆地区的干燥酷热,又有沿海地区潮湿闷热。但夏季的天气绝不是用一个热字可以概括了的。夏季是一年中天气变化最剧烈、最复杂的时期,我国大部分地区的降雨主要集中在这段时间里。近30年来北京全年降水量是570毫米,而仅仅夏季的降水量就达423毫米,占全年降水量的74%,特别是7月下旬和8月上旬,常常是大雨和暴雨的集中期。另外,各种灾害性天气,例如雷电、冰雹、雷雨大风、洪涝、干旱、台风等也都多发生于此时。

冰雹——夏季灾害性天气造成夏季天气如此变化多端的一个重要原因就是水汽,充沛的水汽是各种天气变化的基本素材。说到水汽,我们要向大家介绍一个天气系统就是副热带高压。副热带高压是平均位于地球纬度35度处,近似沿纬度圈排列的高压系统,副热带高压位置有明显的季节变化,在北半球,夏季偏北,冬季偏南。气流从高压中心按顺时针方向向外旋转流出,在高压西部形成偏南气流,偏南气流源源不断地把海洋上的暖湿空气输送到我国大陆,从而为降雨提供水汽。当暖湿气流一旦和北方下来的冷空气相遇就会形成大范围的降雨天气,由于这个高压的位置随季节变化,也使得我国夏半年的降雨带自南向北依次推进。入秋,副热带高压南撤,雨带也跟着南移。这就是我国南方雨季开始早、结束迟、持续时间长,而北方雨季开始晚、结束早、持续时间短的原因。

副热带高压边缘的偏南暖湿气流可以给我国带来大量水汽,但副热带高压的内部,因受下沉气流影响却往往是炎热干燥的晴好天气。一些移动反常的副热带高压是造成我国大范围灾害性天气的罪魁祸首。

黄梅雨

初夏江淮流域一带经常出现一段持续较长的阴沉多雨天气。此时,器物易霉,故亦称“霉雨”,简称“霉”;又值江南梅子黄熟之时,故亦称“梅雨”或“黄梅雨”。在中国史籍中记载较多,如《初学记》引南朝梁元帝《纂要》“梅熟而雨曰梅雨”;唐柳宗元《梅雨》:“梅实迎时雨,苍茫值晚春”等。中国历书上向有霉雨始、终日的记载:开始之日称为“入霉”,结束之日称为“出霉”。芒种后第一个丙日入霉,小暑后第一个未日出霉。入霉总在6月6~15日,出霉总在7月8~19日,中国东部有一个雨期较长、雨量比较集中的明显雨季,由大体上呈东西向的主要雨带南北位移所造成,是东亚大气环流在春夏之交季节转变期间的特有现象。6月中旬以后,雨带维持在江淮流域,就是梅雨。(但由于现在的语言使用习惯语言,现在所说的梅雨并不仅仅局限于江淮流域到日本一带,中国东部地区如福建等在梅雨季节所发生的持续不断的降水也称为梅雨。)

我国长江中下游地区,通常每年6月中旬到7月上旬前后,是梅雨季节。天空连日阴沉,降水连绵不断,时大时小。所以我国南方流行着这样的谚语:“雨打黄梅头,四十五日无日头”。持续连绵的阴雨、温高湿大是梅雨的主要特征。

与同纬度地区的气候迥然不同,梅雨是指一定地区和一定季节内发生的天气气候现象。研究发现,欧亚大陆在北纬20度至北纬40度,为副热带高压和西风带交替控制的地带。大陆西岸,夏季受副热带南压东侧下沉气流控制,天气晴朗少云,气候炎热干燥;冬季在西风带影响下,从大西洋带来暖湿空气,形成较多的降水,使气候变得温和多雨。即表现为副热带夏干冬湿的地中海式气候。

大陆东岸,夏季受副热带高压西侧控制,下沉空气原来也较干,但从暖湿海面吸收大量水汽,因而带来丰沛的降水,产生了副热带湿润气候。这里由于海陆对比十分强烈,形成了独特的季风气候,其显著特点是夏雨冬干,雨量集中在夏季,恰与地中海式气候相反。

如果和同纬度的英国东岸比,也是截然不同。美国东岸中纬地带夏季风来临前后就不会出现长时期的阴雨天气,人们从未有长期天气闷热之感,发霉现象难以出现。可见,在同一纬度上降水季节迥然不同。所以,在世界上,只有我国长江中下游两岸,大致起自宜昌以东北纬29度至33度的地区,以及日本东南部和朝鲜半岛最南部有黄梅出现。也就是说,梅雨是东亚地区特有的天气气候现象,在我国则是长江中下游特有的天气气候现象。

居住在长江中下游的人们,往往有这样的体验:晴雨多变的春天一过,初夏随着而来,但不久,天空又会云层密布,阴雨连绵,有时还会夹带着一阵阵暴雨。这就是人们常说的“梅雨”来临了。

有些年份,长江中下游地区黄梅天似乎已经过去,天气转晴,温度升高,出现盛夏的特征。可是,几天以后,又重新出现闷热潮湿的雷雨、阵雨天气,并且维持相当一段时期。这种情况就好像黄梅天在走回头路,重返长江中下游,所以称为“倒黄梅”。“小暑一声雷,黄梅倒转来”。这是长江中下游地区广为流传的一句天气谚语。它的意思是说,在梅雨过去以后,如果“小暑”出现打雷,则梅雨又会倒转过来。这是有一定道理的。因为梅雨结束之后,长江中下游地区的天气,通常是越来越稳定的,而雷雨却是天气不稳定的象征。况且时至“小暑”,通常冷空气已不再影响长江流域,而雷雨的出现常常和北方小股冷空气南下有关,这种冷空气的南下,有利于雨带在长江中下游重新建立。当然,“倒黄梅”并不一定在小暑日打雷以后出现。一般说来,“倒黄梅”维持的时间不长,短则一周左右,长则十天半月。但是在“倒黄梅”期间,由于多雷雨阵雨,雨量往往相当集中,这是需要注意的。由于“倒黄梅”属于梅雨的一种,它在结束之后,通常都转为晴热的天气。

从上面所介绍的各种梅雨中,可以看到,通常被人们视为大同小异的黄梅雨,实际上是多种多样的,它们之间的差别,有时还是相当悬殊的。以“入梅”来说,最早的在5月26日,最迟的在7月9日;“出梅”最早的在6月16日,最迟的在8月2日,相差均可达到一个半月。梅雨最长的年份持续两个多月,可以引起罕见的大水,而短的年份仅仅几天,还有的甚至出现“空梅”,带来严重的干旱。可见,梅雨是一种复杂的天气气候现象,它远不是像农历历本上所定的“入梅”、“出梅”那样简单。相对正常梅雨而言,“早梅”、“迟梅”、“特别长的梅雨”、“空梅”以及严重的“倒黄梅”,都属于异常梅雨。

变化莫测的雷阵雨

雷阵雨是一种天气现象,表现为大规模的云层运动,比阵雨要剧烈得多,还伴有放电现象,常见于夏季。

变化莫测的雷阵雨雷阵雨来时,往往会出现狂风大作、雷雨交加的天气现象。大风来时飞沙走石,掀翻屋顶吹倒墙。风雨之中,街上的东西随风起舞,飞得到处都是,甚至还会连根拔起大树。

夏季,太阳光直射使地面上的水蒸发得比冬、春、秋都快。贴近地面的空气因温度较高,能够接纳更多的水汽,导致空气的密度减小,空气变轻,变轻了的空气不停地上升。随着海拔高度的增加,温度会逐渐下降(每上升100米,气温降低0.6℃),空气也就渐渐凉下来。空气凉了,就无法容纳原先丰沛的水汽,一部分水汽就会凝结成小水滴,天空就会起云。那么,这些小水滴怎么不迅速落下来成为雨呢?这是因为小水滴太小,上升的热气流托住了它们,并把悬浮着的小水滴不停地往更高处推。云就越堆越大越高,这样的云,气象上叫积雨云,其云底离地面约1000米。

当积雨云内的小水滴不断碰撞合并成较大的小水滴时开始往下落,而从地面上升的热空气却一个劲往上冲,两者之间摩擦后就带上了电荷。上升的气流带正电荷,下落的水滴带负电荷。随着时间的推移,积雨云的顶部积累了大量的正电荷,底部则积聚许多负电荷。地面因受积雨云底部负电荷的感应,也带上了正电荷。

云中水滴合并增大,直到上升热气流托不住了,就从云中直掉下来。下层的热气流给雨一淋,骤然变冷,不再上冲,转而向地面扑下来。此时,空中的电荷开始放电,并伴随着轰隆隆的雷声。因电闪以30万千米/秒的光速传播,雷是以331米/秒的声速传播,故人们先看到电光尔后才听到雷响。有时候雷声的时间拖得很长,那是云层、山峰及地面把雷声来回反射所致。

在我国,雷雨大多发生在5~8月份温高湿重的天气中。

雷雨天气安全常识:

1.雷雨闪电时,不要拨打接听电话,要关闭手机。因电话线和手机的电磁波会引入雷电伤人。

2.雷雨闪电时,不要开电视机、电脑、VCD机等,应拔掉一切电源插头,以免伤人及损坏电器。

3.不要站在电灯泡下,不要冲凉洗澡。

4.尽量不要出门,若必须外出,最好穿胶鞋,披雨衣,可起到对雷电的绝缘作用。

5.尽量不要开门、开窗,防止雷电直击室内。

6.乘坐汽车等遇到打雷闪电,不要将头手伸出窗外。

7.在雷阵雨较大时要远离树木,尽量不要大跨步跑动,可以选择建筑物躲雨,但不宜选择车内躲雨。

8.不要把晾晒衣服被褥的铁丝,拉接到窗户及门上。

9.不要穿戴湿的衣服、帽子、鞋子等在大雷雨下走动。对突来雷电,应立即下蹲降低自己的高度,同时将双脚并拢,以减少跨步电压带来的危害。

10.闪电打雷时,不要接近一切电力设施,如高压电线变压电器等。

惊人的雷电

形成打雷要具备一定的条件,即空气中要有充足的水汽,要有使湿空气上升的动力,空气要能产生剧烈的对流运动。春夏季节,由于受南方暖湿气流影响,空气潮湿,同时太阳辐射强烈,近地面空气不断受热而上升,上层的冷空气下沉,易形成强烈对流,所以多雷电现象。

惊人的雷电雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高,可达20千米,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。

闪电的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,为1亿~10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达1000万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。

暴风云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。阳电荷和阴电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有阴电的云层相遇;阴电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后阴阳电荷终于克服空气的阻碍而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数千米,但最长可达数百千米。

威力巨大的闪电闪电的温度,从17000℃至28000℃不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。

闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中,85%是女性,年龄大都在10~35岁。死者以在树下避雷雨的最多。

中国是一个多自然灾害的国家,跟地理位置有着不可分割的关系,雷电灾害在中国也有不少,最为严重的是广东省以南的地区,东莞、深圳、惠州一带的雷电自然灾害已经达到世界之最,这些地方也是因为大气层位置比较偏低所造成的影响。纽约是雷电灾害最多的地区在近几年更是明显加强,我国的东莞近来最为严重,雷电所带来的经济亏损在夏季5~8月,东莞当季的GDP比例亏损度接近6%,上千万的经济亏损,也是一大严重的自然灾害多发区域。雷电伤人事件在东莞地区每年都会发生,达到了全世界雷击人事件最频繁、最多的地区。它在中国,乃至全世界的雷电受灾重区之一。

常识:预防雷电的方法

1.注意关闭门窗,室内人员应远离门窗、水管、煤气管等金属物体。

2.关闭家用电器,拔掉电源插头,防止雷电从电源线入侵。

3.在室外时,要及时躲避,不要在空旷的野外停留。在空旷的野外无处躲避时,应尽量寻找低洼之处(如土坑)藏身,或者立即下蹲,降低身体高度。

4.远离孤立的大树、高塔、电线杆、广告牌。

5.立即停止室外游泳、划船、钓鱼等水上活动。

6.如多人共处室外,相互之间不要挤靠,以防雷击中后电流互相传导。