当前位置 > 首页 > 联合会要闻 > 正文

揭开北京香山暴雨之谜

时间 : 2009-09-01     来源 : 中华环保联合会     作者 :     点击 : 次     

  夏季的香山,不下雨则已,要下就是100毫米以上的大暴雨。更令人叫绝的是,这里的暴雨中心区往往在碧云寺东北侧玉皇顶一带。这是为什么?

  香山,秋季红叶最为闻名。

  山间,文物古迹众多,亭台楼阁似星辰遍布山林之间。

  就在这片世界知名的风景区,还掩藏着一个不为人所知的气象秘密:这里是京城近年来大暴雨最多的地方,往往不下则已,一下就是100毫米以上的大暴雨。

  今年7月29日晚,京城雷声隆隆,但大部分是“雷声大,雨点小”,城区平均为3毫米。这时,香山降雨却高达105.6毫米(根据气象学定义,24小时降雨超过50毫米为暴雨,超过100毫米为大暴雨)。

  近几年来,香山屡现大暴雨。2006年7月9日晚,香山短短几个小时降雨量就高达181毫米,出现了大暴雨并引发了山洪。暴雨过后,连山脚的五环路香泉环岛都留下大水浸泡的痕迹。这引起了气象专家的密切关注。

  实地勘测:暴雨围着玉皇顶转

  “连续几年观测到香山暴雨,我们起初怀疑是气象站的仪器出了问题,记录的信息有误,”市气象台高级工程师、气象专家张明英受命带队调查这一特殊的气象事件。

  在香山,有气象部门的一个气象观测站,还有一个上世纪六十年代就建立的炮点,每到夏季,就发射炮弹来防雹减灾。科研人员了解到,这里的气象观测与城区自动气象站不同,采用的是人工观测,因而不存在仪器引发的观测失误。

  在走访香山附近居民的过程中,专家还获知了这样一个信息:居民知道香山暴雨,也是从第二天的报纸上获得的消息,很多人并没有大暴雨的真实感受。这从一个侧面印证了科研人员的一个数据,就在香山大暴雨的当晚,同属一条山脉的八大处降雨量只有20多毫米,海淀的青龙桥也只有20多毫米,仅仅相当于一场大雨,这和香山大暴雨差着两个数量级!

  这表明气象站记录的是这个站点附近一个特殊小气候。

  这里离碧云寺东北侧约一公里,被称作玉皇顶,一面的山坡又被称为万花山。每至春日,山中的万株杏树争相开放,其景“上下皆白,漫天雪飞”,故得名万花山,与“秋日香山黄栌血染”齐名。这里,还是梅兰芳、马连良等诸多京剧艺术家的墓地。

  可以确定的是,所谓“香山年年暴雨”是指玉皇顶这个地区的小气候。香山这么大,暴雨为什么偏偏年年光顾这个地方?

  揭开谜团:马蹄形地形引发小气候

  小气候必然是特殊地形的产物。

  横看成岭侧成峰,远近高低各不同。登上玉皇顶:西边和北边是起伏的西山余脉,如一道天然屏障挡住北来寒风;东边是悬崖巨涧;西南方向紧连香山鬼见愁;而东南方则平坦开阔,一眼望城区高楼林立。

  “北京是山地与平原的过渡地带,东北、北、西三面群山耸立,东南部是平缓地向渤海倾斜的平原,形成一个背山面海的特殊地形,俗称‘北京湾’”,张明英说,夏季的北京盛行偏南风,这时“北京湾”的开口正对盛行风的来向,由于地形对气流的抬升,往往山前迎风坡地带就成了多雨的地带,香山就是一个山前多雨地带。

  具体到玉皇顶,就更特殊了。这里是一个马蹄形的山口,天然形成一个开口朝着东南方向的洼地。当气流从山口进去,正好形成爬坡气流,爬坡有一个能量转换过程。风力太小,底层空气上不去,风力太大,又会越过山顶。而一旦风向和风速吻合,就会形成大的降水。

  在市气象局,张明英拿出7月29日每小时降雨分布图,为我们还原了这次香山的大暴雨:当天,北京盛行偏南风,空气湿度很大,城区极其闷热,但没有降雨的迹象。22时前后,东北风起,对流云团迅速向西移动。22时20分左右,抵达香山地区。此后一个小时内,对流云团一直盘踞在香山的上空,范围并没有扩张,但强度仍然在增强。以玉皇顶为核心的香山地区暴雨如注。23时40分左右,对流云团已经成功翻山,到达门头沟东北部,而香山的对流开始减弱。

  短短的一个多小时里,香山的雨量已经超过100毫米。

  刨根问底:北京还有多少玉皇顶?

  和香山类似的是,最近几年来,和平西桥也屡屡因暴雨见诸媒体。2007年这里两次出现局地大暴雨,其中8月1日降雨141毫米,造成积水深达2米。

  这些地方,是不是也有小气候在作祟呢?

  早在战国时期,荀子就说“积土成山,风雨生焉”。可见,人们很早就认识到地形在当地天气变化过程中的作用。北京西部、北部是高低不一的山区,地形的存在,改变了大气的运行轨迹、改变了周围大气的风、温、湿的分布,因而也就出现了许多独特小气候。

  在《北京气候志》上,记载着几个有特殊雨情的地方,如平谷东南山,这里年降水量达到1600多毫米,是全市降雨量最大的地方,而2008年全市平均降雨量为688毫米。

  地形也造就了北京的三大多雨区:以平谷四座楼为中心的平谷、密云东部山区,平谷南山和四座楼的迎风坡很多地区降水量达到900毫米以上;以怀柔的八道河、密云的云蒙山、石城为中心,降水多在800毫米左右;门头沟东侧、海淀西山、房山西南部、拒马河西侧。

  专家一语点破,这些地方都具有和香山玉皇顶一样的特殊地形,造成夏季的局地暴雨。

  而城区的局地暴雨,则要复杂得多。因为局地暴雨还有一种情形是,积雨云的作用。积雨云是垂直发展的云团,范围很小,可小到只有几公里,高度却可达到上万米,有些时候云团与地面很近,以至于出现“白昼如夜”的现象。

  专家表示,应当说,大多数的局地暴雨主因还是积雨云的作用,这种中小尺度降水过程比例高达60%以上。但气候变暖、城市热岛的存在让探究这一问题变得更加复杂。

  城市存在的热岛效应导致城市阵雨、暴雨和总降水量比郊区要多,被称之为雨岛效应。京城雨岛效应日益明显,自上世纪90年代以来,城区年平均降水量比郊区多60毫米,相当于每年多了一场暴雨雨量。

  北京市气候中心一份40年来的气候统计数据:城区年降水量大于600毫米,远郊平原区仅550毫米~60毫米(山前迎风坡除外)。在暴雨日数分布上,朝阳区的酒仙桥一带年暴雨日数为2.4天,远郊平原区为1.6天~2.0天。城近郊区一日最大降水量达到400毫米以上,而远郊平原区仅300毫米左右。暴雨平均强度,城区达88毫米/日,平原郊区仅80毫米/日~84毫米/日。

  张明英表示,城市因有高高低低的建筑物,其粗糙度比郊区大,它不仅能引起机械湍流,而且还能对移动缓慢的降水系统有阻碍作用,使其移动速度减缓、增加滞留时间。和平西桥等地夏季暴雨的出现,有没有可能是城区出现的类似于香山玉皇顶的小气候现象,现在还需要更多的观测资料。