点源喷射造成的球面对流：余姚的高温和水灾
        杨学祥，杨冬红

   据中央气象台网站消息，南方今日迎来今年以来最强劲高温天气，截至2013年8月6日14时，在全国2418个国家级自动监测站中，高温排行前十名全部超过40℃，其中，浙江8个地区榜上有名，浙江余姚的气温更是达到了42.1℃。

   “余姚水情告急！”昨天（2013年10月9日），浙江宁波小城余姚成为最牵动人心和最凝聚目光的所在。积水严重、城区交通全面瘫痪、通信中断、乡镇断电缺粮……在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的这座富庶县级市沦为一座“泽国”，余姚受涝惨重，几成“孤城”。昨天下午，余姚市政府召开新闻发布会公布最新灾情，余姚市遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人，所幸还未接到伤亡报告。

   灾害链发可能起源于球面的大气流动：

   2013年7月7日晚至10日，强降雨侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，暴雨洪涝灾害已造成四川209.4万人受灾，导致31人死亡、166人失踪(其中都江堰21死、108失踪)。受灾地区22.3万人紧急转移安置；近5100间房屋倒塌，近9万间不同程度损坏；直接经济损失71.9亿元。暴雨与2008年5月12日四川汶川8级地震、2012年4月20日四川雅安7级地震有关吗？
研究表明，地震波在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设地震的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有
δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ)                               (1)
   其中，圆心角φ为震中和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图2-4）。
由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定地震波能量在传播中无损耗，震中的地心对称点处的能量密度最大。该公式表明，能量密度δ在震中同一半球中，随震中与地心连线的长度增加而减少；在震中的另一半球，能量密度δ随震中与地心连线延长线的长度增加而增加。
举例来说，2004年12月发生在印尼苏门答腊外海的强震，就在遥远的阿拉斯加、加州与厄瓜多尔引发了地震。厄瓜多尔（西经80，南纬0）恰恰就是印尼苏门答腊（东经100，南纬0）的地心对称点。这是一个很有说服力的解释。点源激发在球面上的震荡和对流对余震和强降水都存在激发作用（见图2和图3）。

图1  点源激发震荡在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

   2003年12月23日22时左右，“重庆井喷”发生。井喷事故压井方案的实施时间从26日上午推迟到27日上午10时。整个井喷事件历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中，其环境效应不仅仅是硫化氢中毒。据气象部门提供的消息，2004年9月2至5日，川东北地区的达州、南充、巴中等市普降暴雨，多数地方降雨量超过100毫米，这次降雨是今年以来四川境内雨量最大、强度最强、持续时间最长的一次。其中，达州市渠县累计降雨量已超过360毫米，是百年一遇的特大暴雨。开县受灾最为严重——惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。由此看来，2003年12月23日重庆开县井喷、2004年9月2-7日重庆开县又遭受暴雨洪水的袭击、两者之间可能有因果关系（见图3-4）。
2008年5月12日四川汶川发生8 级地震，2009年7月4日地震灾区遭遇“7.14”暴雨洪涝灾害。2013年4月20日四川雅安发生7级地震，中国气象局4月28日在例行发布会上表示，进入5月份的雅安，是全国暴雨中心，也是四川降雨最多的地方之一。7月7日晚至10日，强降雨再次侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，全省共有25个县（市）出现暴雨，其中有14个县（市）降了大暴雨。截至9日15时降雨量累计统计，全省4474个观测站中雨量达50～100毫米有319个站，100～250毫米有319个站，大于250毫米有71个站，强降水中心区域都江堰幸福镇、滨江街道办自动监测站大于500毫米。都江堰气象站日降水量已超过有记录以来的最大值。
为何暴雨集中在两次地震灾区?地震-暴雨的灾害链值得关注。点源喷发导致的大气环流是合理的数学模型，能量在喷发点及其球对称点达到最大值（见图3-4）。

图2  点源喷发在球壳中的全球对流(杨冬红，2009)

   潮汐震荡的特点是，在地球和月亮的中心连线上，面对月亮的地球球面上的点及其地心对称点的潮汐最大，与点源激发在球面上的震荡特征相同。这是潮汐易于激发地震活动的一个原因。地震火山活动造成的地球排气，根据其震级的大小，可造成局部的或全球的大气循环。地震后的喷气增大影响范围，伴随气流在球面的传播和返回，可带来暖湿气流形成强降雨。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-706892.html
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相关报道：

余姚告急 百年一遇严重水情抗灾(图)
http://www.sina.com.cn 2013年10月10日16:18 中国新闻网
余姚告急
　　“余姚水情告急！”昨天，浙江宁波小城余姚成为最牵动人心和最凝聚目光的所在。积水严重、城区交通全面瘫痪、通信中断、乡镇断电缺粮……在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的这座富庶县级市沦为一座“泽国”，余姚受涝惨重，几成“孤城”。昨天下午，余姚市政府召开新闻发布会公布最新灾情，余姚市遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人，所幸还未接到伤亡报告。
 
　　灾情
估计到12日水才能退
　　谁也没想到，一个在福建登陆的台风，却让浙江的一座城市陷入巨大的危机之中。当台风“菲特”过境后，人们开始清点市区的积水点时，余姚的居民却发现整个城市已经被大水包围，所有道路无一幸免。

http://sh.sina.com.cn/citylink/jk/t_sjbj/2013-10-10/1614348695.html

14时高温排行前十名全超40℃ 浙江8席余姚超42℃