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洪涝,是我国灾害史上挥之不去的沉重印记。1900 至 2010 年间,全国 50 次重大洪涝灾害夺走约 225 万人生命,影响 1.65 亿人,直接经济损失高达 168 亿美元。我国三级阶梯状的地形格局与季风主导的气候特征,共同导致洪涝成因呈现显著的多元性——沿海台风裹挟水汽登陆、内陆强降雨集中汇聚、高海拔山区冰雪融水奔涌,都可能成为灾害触发的关键因素。摸清这些“水从何来”的科学规律,正是筑牢防灾减灾安全防线的核心前提。
读懂“洪”和“涝”的本质
要探寻水的来源,首先需明确洪涝的定义。洪涝并非单一灾害,而是“洪”与“涝”的统称:“洪”由大雨、暴雨引发,表现为水道急流、山洪暴发、河水泛滥,是水流的“主动侵袭”;“涝”则是因水量过多或集中,导致低洼地区积水成灾,是积水的“被动滞留”。二者虽表现不同,核心却都指向——超出承载能力的“水”,而这些水的来源,往往与特定气象条件紧密相关。
展开剩余87%大型天气系统的主导作用
台风、温带气旋、切变线及梅雨锋等大型天气系统,是洪涝灾害最主要的“气象输水引擎”。它们如同大气中纵横交织的“输水管道”,可跨越数千公里,将热带海洋上空蒸发形成的巨量水汽输送至陆地;在地形抬升、气流交汇等动力作用下,水汽冷却凝结,最终形成持续时间长、覆盖范围广的强降水——这些集中降落的雨水,便是洪涝最直接的“水源本体”。不同天气系统的“输水机制”各具特征:
01
台风
台风是大气中极具能量的水汽输送系统,即便登陆后强度衰减,也可能因副热带高压的阻挡作用在特定区域滞留。此时,台风通过东南向的低空急流构建起稳定水汽通道,持续向陆地输送海洋水汽。以2023年台风“杜苏芮”为例,其残余环流北上时,受副热带高压与西部高压脊共同作用形成“高压坝”,移动速度降至每小时10公里以下;同时,环流与东北侧副高之间形成的强急流,将南海及西北太平洋的海量水汽源源不断输送至华北,为当地创纪录的持续强降水提供了充足水源补给。
🔺图1 台风“杜苏芮”残涡暴雨过程示意图(图片来源:[7])
02
温带气旋
温带气旋虽能量强度不及台风,却在水汽输送中扮演关键“接力角色”——它能承接台风残留的水汽系统,与南下的冷空气形成锋面交汇,通过冷暖空气的强烈辐合抬升,显著增强降雨强度与持续时间。2018年台风“温比亚”登陆后减弱为温带气旋,其携带的水汽在山东半岛与冷空气相遇,引发区域性大暴雨,部分站点日降雨量突破历史极值,导致严重城市内涝与农田渍害。
🔺图2 温带气旋的降雨机制(图片来源:[8])
03
梅雨锋
梅雨锋是初夏影响长江中下游地区的关键天气系统,由副热带高压北侧的暖湿气流与中纬度冷空气交汇形成。当副热带高压位置异常(如北跳滞后、强度偏强)时,梅雨锋会在长江流域稳定维持,导致雨带在同一区域反复徘徊,形成“绵绵梅雨”。这也就是我们常说的江南梅雨。
🔺图3 梅雨的形成示意(图片来源:[9])
对流暴雨的“突袭”
对流性暴雨,作为短时强降水的“突袭者”,通常在局部地区强对流天气发展旺盛时形成。这种天气现象是由近地面空气受热后上升,形成强烈的垂直气流运动,当湿热空气流上升并冷却时,水蒸气凝结成水滴,最终形成降水。如果上升气流足够强,就可以形成雨强大、单位时间内降雨量极高的对流性暴雨。
🔺图4 强对流天气的形成过程(图片来源:[10])
武汉市曾记录到1小时88.4毫米的极端降雨数据,这一数值刷新了当地5月有完整气象记录以来的小时雨强纪录。在山区,这类短时强降水会在数小时内汇聚成迅猛的地表径流,极易诱发山洪、滑坡等次生灾害;在城市区域,短时间内的海量降雨远超排水系统设计能力,快速形成“城市看海”现象,对交通运行与居民安全构成直接威胁。
🔺图5 福建南平水位上涨城市的地标建筑被淹(图片来源:[11])
持续性降雨的累积效应
持续性降雨,作为洪涝灾害的“潜伏者”,其形成机制与稳定的大气环流紧密相关。在这种环流模式下,降雨可以在流域上空持续数日甚至数周。尽管单日的降雨量可能并不显著,但这种“小雨不断”的累积效应会逐渐耗尽土壤的吸水能力。当土壤饱和后,后续雨水便无法下渗,全部转化为地表径流汇入河湖,导致水位缓慢却持续地上涨,为流域性洪水埋下隐患。这种“慢累加”的危害在流域上下游“洪水遭遇”时会达到顶峰——上游降雨形成的洪峰,与下游已涨高的水位叠加,会瞬间突破河湖防洪极限。1998年长江特大洪水、2020年南方洪涝,都是持续性降雨导致的“水源叠加”灾害,凸显了这类慢节奏水源的巨大破坏力。
🔺图6 1998年长江特大洪水(图片来源:[12])
冰雪融水的季节性贡献
在高山和高纬度地区,冰雪融水是洪涝灾害的一种特殊水源。春季气温回升或夏季异常高温会导致积累一冬的冰川、积雪加速融化,形成集中的融水径流。当融水速度超过河流的泄洪能力时,便会引发春汛或融雪型洪水,成为这些地区季节性洪涝的主要水源。更危险的是“融水+降雨”的“双水源”叠加,两种水源汇合会大幅加剧径流量,形成破坏力更强的叠加洪水。新疆地区由于纬度较高,积累了深厚的积雪。每到春季,随着气温升高,积雪加速消融,雪水顺着山势汇集,便形成了融雪型洪水。2000年至2019年新疆共出现215次融雪型洪水,因此融雪型洪水同样不容小觑。
🔺图7 2023年6月14日,新疆和田地区突发融雪型洪水救援被困人员(图片来源:[13])
洪涝灾害是大型天气系统输送、强对流暴雨触发、持续降雨累积与冰雪融水补给等多种自然力量联动与叠加的必然结果。每一场洪涝背后,都有一套系统的自然成因链条在主导。认清不同“水源”的动力机制与演变规律,是我们从被动应对转向主动防御的根本前提。唯有在此基础上,才能实现更精准的风险预测、更科学的城乡规划与更有效的韧性建设,从而在面对自然伟力时,为生命与财产安全构筑起坚实的科学防线。
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参考文献
[1]刘敏,权瑞松,许世远.城市暴雨内涝灾害风险评估:理论,方法与实践[M].科学出版社,2012.
[3]倪允琪,周秀骥.中国长江中下游梅雨锋暴雨形成机理以及监测与预测理论和方法研究[J].气象学报, 2004, 62(5):16.DOI:10.3321/j.issn:0577-6619.2004.05.011.
[5]陈莹,尹义星,陈兴伟.19世纪末以来中国洪涝灾害变化及影响因素研究[J].自然资源学报, 2011, 26(12):11.DOI:10.11849/zrzyxb.2011.12.010.
[7]https://mp.weixin.qq.com/s/RridpG2rZnJb1AGgyV4hxw
[9]https://mp.weixin.qq.com/s/lDNjs5lOb_P70Vy9pIp08Q
[10]https://mp.weixin.qq.com/s/b3FE8m0h5AhoV4Qn_CeUjA?poc_token=HLhXDGmjlWEG6pp1Dnt4JCRMSVwE6WgL-FYgKSuP
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