前几天，河南地区突降特大暴雨，郑州地区每小时最大降雨量超过200mm，突破历史极值，目前已经造成了巨大财产损失和人员伤亡。
暴雨后的郑州街道
有许多同学想让我讲讲暴雨的成因，气象问题是一个非常复杂的问题，往往是多个原因综合作用的结果，不过说到底，降水最主要的影响因素就是大气和地形，学过中学地理，就能大体理解本次暴雨的成因。
一.大气环流
影响降雨最主要的因素是大气的运动。大气在地球上循环运动，称为大气环流。
我们知道：海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也越低。即使在同一个海拔高度，由于温度不同，同样会造成气压差异。在温度高的地区，空气膨胀上升，地面附近形成低压区，高空形成高压区；在温度低的地区，空气收缩下降，地面附近形成高压区，高空缺少空气形成低压区。随后，在同一海拔高度上，高压区的气体会向低压区流动，形成大气环流。
也就是说：大气环流产生的本质原因是温度差异，温度差异造成了空气的热胀冷缩和垂直方向运动，进而造成了水平气压差和大气的水平运动，整个过程叫做热力环流，可以用下面这张图说明这个过程。
那么，又是什么原因造成了地面的冷热不均呢？最主要的影响因素是太阳，赤道地区太阳直射角大，温度高；两极地区太阳直射角小，温度低。除此之外，海路差异、地形差异、城乡差异等因素，也会造成温度差。
二.三圈环流
在大气环流中，范围最大的环流是三圈环流，它满布于整个地球之上。
赤道地区由于太阳光直射，温度高，地面附近形成低压区，称为“热带低气压带”。空气上升后，在高空形成高压，高空气流会向南北半球运动。由于地转偏向力的影响（参见我之前讲过的台风成因一文），北半球的气流会向右侧偏，南半球的气流会向左侧偏，在南北纬30度附近，气流变为平行于赤道，无法再继续向南北侧运动。气体堆积、下沉，地面附近形成高压，叫做“副热带高气压带”。类似的，极地因为寒冷形成了“极地高压带”，极地附近由于气流上升形成“副极地低压带“。
在相邻的气压带之间，大气会出现环流，例如在北半球地面附近，气流从副热带高气压带向热带低气压带、副极地低气压带运动，还会从极地高气压带向副极地低气压带运动。同样由于地转偏向力影响，北半球的风都会向右偏，所以近地面形成东北信风带、盛行西风带和极地东风带。
地面附近的气流，会在高空返回远处，形成环流。北半球有三个环流圈，所以称为三圈环流。三圈环流是影响气候的主要因素。
在第二次世界大战的时候，日本就造了近一万个气球炸弹，希望利用盛行西风带，送到大洋彼岸的美国。最后少数炸弹落到了美国的森林中，引发了森林大火。战争结束时，有位美国妇女在拖拽缠在树上的气球炸弹时被炸弹炸死，这也是美国本土在二战中唯一的一个平民伤亡。
日本的气球炸弹
三.海陆因素
除太阳外，海陆因素也是造成空气流动的重要原因。由于陆地比热容小，升温降温更快、海洋比热容大，升温降温更慢。所以在冬天，陆地温度低于海洋，形成高气压中心，风从陆地吹向海洋；夏天，陆地温度高于海洋，形成低气压中心，风从海洋吹向陆地。在东亚地区这种现象尤其明显，造成了东亚季风。
东亚在冬天和夏天的季风情况
有时候，白天和晚上风向也不一样。因为白天陆地升温快，形成低气压，空气从海洋吹向陆地，就是海风；晚上陆地降温快，形成高气压，空气从陆地吹向海洋，就是陆风，这就是海陆风现象。
由于季风和海陆风现象，东亚的夏季海洋富含水汽的空气被吹到大陆上，就容易成云降雨。
四.台风影响
同往年相比，本次河南出现的大暴雨还有一些特殊性，主要是高气压中心和台风影响。
夏季，由于印度次大陆形成低压中心，切断了北半球的副热带高气压带，副高中心一般都在太平洋上，并随着太阳直射点等因素发生变动。在本次河南暴雨之前，副高中心长时间盘踞在日本海附近，阻止了气流向日本、俄罗斯方向的运动。
台风烟花、查帕卡在日本海高压中心制约下将水汽输送到大陆
于此同时，在中国东南沿海出现了两个台风——烟花和查帕卡。烟花附近的空气被台风裹挟运动，又受到高气压中心和查帕卡制约，让巨量水汽从太平洋吹到了中国大陆，河南省就是迎风地区之一，让空气中的含水量远超往年，这为大暴雨的形成创造了条件。
五.地形影响
河南省的地形是形成暴雨的又一因素。
中国地势西高东低，形成三大阶梯：
  • 第一阶梯是海拔近4000米的青藏高原，以昆仑山、祁连山为界；
  • 第二阶梯是大兴安岭、太行山、雪峰山以西地区，海拔1000到2000米；
  • 第三阶梯是沿海平原和丘陵地带，海拔在500米以下。
中国三大阶梯图
郑州西侧是太行山脉，刚好是第二、第三阶梯的分界线。水汽从东侧海洋吹来，遇到太行山被迫提升，温度下降，水汽凝结，形成降雨，这就是地形雨。大量水汽集中在一个地区形成降雨，最终让河南多座城市不堪重负，形成内涝。
综上所述：夏季由于季风影响，东亚地区原本就盛行东南风。这一回由于低气压中心位置和台风烟花、查帕卡的原因，输送给大陆的水汽比以往更加充足。又由于地形原因，空气在郑州西侧的太行山被迫抬升，最终形成大暴雨。
尽管气象问题原理并不复杂，但是因为空气分子数量庞大、地形错综复杂，人类依然没有办法准确预测天气。现在有许多超级计算机，都是为了计算天气变化而设计的。天气无常，人生也是如此，我们有时候并不清楚明天和意外哪一个先来，所以我们更应该珍惜今天的生活。
END
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