识别印度喀拉拉邦季风前对流风暴导致的新兴三重风险热点区域

《Geomatics, Natural Hazards and Risk》：Identifying the hotspot regions of emerging triple risk due to pre-monsoon convective storms over Kerala, India

喀拉拉邦5月对流风暴呈现三重威胁，沿海地区极端降雨最显著，科托扬姆-伊杜基边境及马拉布尔东部为高风险区，闪电集中于科托扬姆，强风2023年达峰值。研究结合地形与气象数据，揭示风暴频率、强度与空间分布规律，为防灾提供依据。

　　在印度南部的喀拉拉邦（Kerala）地区，特别是在五月的前雨季期间，对流性风暴（Convective Storms, CS）频繁出现，其带来的多种危害——如强降雨、雷电和阵风——对当地居民的生命安全、财产、基础设施、生计以及社会各个领域造成了严重影响。这项研究聚焦于分析喀拉拉邦在五月期间对流性风暴的“三重威胁”特性，揭示了其在空间分布上的不均衡性，以及对当地社会经济的潜在影响。研究结果表明，对流性风暴在该地区的发生频率和强度呈现出显著的区域差异，尤其是在靠近西高止山脉（Western Ghats, WG）的区域，以及沿海地带。

对流性风暴是一种常见的天气现象，尤其在热带地区，如印度，其发生频率和强度直接影响着当地的气候模式和社会经济活动。喀拉拉邦作为印度半岛南部的一个重要沿海州，其对流性风暴的特征与西部高止山脉和海洋环境密切相关。研究指出，该地区在五月期间的对流性风暴活动尤为突出，不仅频率高，而且强度也显著增强。这种现象在一定程度上与厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o–Southern Oscillation, ENSO）的气候影响有关，ENSO对雷电闪频密度（Lightning Flash Density, LFD）的波动具有调节作用。因此，理解对流性风暴在五月期间的时空变化对于制定有效的防灾减灾策略至关重要。

对流性风暴的强度和频率差异与地理和地形因素密切相关。研究发现，北部地区的对流性风暴通常比南部地区更强烈，但南部地区的对流性风暴出现频率更高。这表明，尽管北部地区可能遭受更严重的降雨，但南部地区由于对流性风暴更为频繁，也面临更大的风险。此外，沿海地区的降雨强度显著高于内陆地区，特别是在从埃纳库拉姆（Ernakulam）到卡萨戈德（Kasargod）的区域，极端降雨热点尤为突出。这种现象可能与海洋湿润气流的输送以及地形抬升作用有关，因为沿海地区更容易受到季风前的湿润空气影响，而西部高止山脉则通过地形抬升效应增强了降雨的强度。

在对流性风暴的影响下，喀拉拉邦的某些区域如科塔凯姆（Kottayam）、埃纳库拉姆、伊杜基（Idukki）和帕坦纳姆蒂塔（Pathanamthitta）成为雷电高发区。这些地区的雷电活动频繁，对居民的生命安全构成威胁。同时，对流性风暴还伴随着强风，尤其是当云团的亮度温度低于240K时，其风速可能超过30节（约55公里/小时），这种组合构成了所谓的“三重威胁”——强降雨、雷电和强风。研究还发现，这些极端天气现象往往在特定的地理区域集中，例如靠近西部高止山脉的边界地带以及马拉普拉姆（Malapuram）东部地区，这些区域的地形特征对降雨强度具有显著影响。

值得注意的是，2024年5月在科钦（Kochi）记录了一次历史性的云爆事件，引发了前所未有的洪水，导致多个地区出现严重的灾害。此外，2024年7月30日，喀拉拉邦的瓦扬纳德（Wayanad）地区因强降雨引发了大规模山体滑坡，造成数百人伤亡。这些极端事件表明，对流性风暴在喀拉拉邦的某些区域已经表现出加剧的趋势，特别是在沿海和靠近西部高止山脉的地区。这种趋势不仅对自然生态系统构成挑战，也对社会经济活动带来深远影响，如农业、基础设施建设和城市规划等。

在研究方法上，本文采用了多种数据源和分析手段。首先，利用全球降水测量（GPM）任务的IMERG最终运行数据集，对2001年至2023年间喀拉拉邦的每日降雨量进行了分析，以识别对流性风暴的时空分布特征。其次，结合地面观测数据，如印度气象部（IMD）的自动气象站（AWS）记录的风速数据和闪电数据，进一步验证了对流性风暴的多危害特性。此外，研究还对不同区域的降雨强度进行了分类，包括正常降雨（低于25百分位）、强降雨（25至75百分位）和极端降雨（高于75百分位），以揭示对流性风暴在不同区域的影响程度。

研究还分析了对流性风暴的昼夜变化特征，发现降雨强度在下午14点后显著增强，并在深夜至凌晨达到峰值，随后逐渐减弱。这一现象表明，对流性风暴的活动时间具有明显的周期性，可能与大气环流模式和局部气象条件的变化有关。同时，研究发现，尽管某些地区对流性风暴的频率较高，但降雨强度并不一定与频率成正比，这提示我们需更加关注降雨强度的极端值，而非仅仅关注其发生频率。

在空间趋势分析方面，研究发现喀拉拉邦的北部沿海地区对流性降雨呈现下降趋势，而南部沿海地区则表现出上升趋势。这种趋势变化可能与气候变化、海洋环流模式的调整以及局部地形的影响有关。此外，研究还发现，一些特定的内陆地区，如帕坦纳姆蒂塔、科塔凯姆、伊杜基和帕拉卡德（Palakkad），对流性风暴的频率和强度均有所上升，这提示我们需对这些区域加强监测和预警能力。

为了更好地理解对流性风暴的多危害特性，本文还对风速和亮度温度（Brightness Temperature, BT）进行了二元分析。研究发现，亮度温度低于240K的云团往往伴随更强的风速，特别是在科塔凯姆-伊杜基边界和马拉普拉姆东部地区，这些区域的亮度温度显著低于240K，同时风速也达到较高水平。这种组合不仅增强了对流性风暴的破坏力，也增加了其对基础设施、交通和居民安全的威胁。此外，对流性风暴的风速数据表明，某些区域的风速甚至可以达到30节以上，这种强度的风速可能对建筑物和基础设施造成严重损害。

本文还指出，尽管对流性风暴的规模相对较小，通常直径在15至20公里之间，且持续时间较短，但其造成的破坏却可能非常严重。例如，2024年5月在科钦记录的极端降雨事件，仅在1小时内就达到了103毫米的降雨量，导致洪水和山体滑坡等灾害。这种现象表明，对流性风暴的极端事件可能在短时间内造成巨大的影响，因此，需要加强对这些事件的实时监测和预警能力。

为了应对这些挑战，本文建议政府和相关部门应加强对喀拉拉邦特别是沿海和西部高止山脉地区的风险评估和灾害管理。通过识别高风险区域，并结合气象数据进行精准预测，可以有效减少对流性风暴带来的损失。此外，研究还强调了提高公众对极端天气的认知和应对能力的重要性，尤其是在雷电和强风频发的地区，居民应具备相应的安全知识和应急措施。

本文的研究结果不仅有助于理解喀拉拉邦对流性风暴的时空分布和多危害特性，也为未来制定更科学的防灾减灾政策提供了重要依据。通过综合分析不同区域的降雨强度、频率、风速和雷电活动，可以更全面地评估对流性风暴的风险，并为城市规划、农业管理和基础设施建设提供数据支持。此外，研究还表明，气候变化可能对对流性风暴的频率和强度产生影响，因此，未来的研究应进一步探讨气候变化对喀拉拉邦对流性风暴的影响机制，以期为应对未来的极端天气事件提供更深入的理论支持和实践指导。

综上所述，对流性风暴在喀拉拉邦的五月前雨季期间呈现出明显的时空变化特征，其带来的强降雨、雷电和强风对当地社会经济和生态环境构成了多重威胁。研究结果表明，北部沿海地区和西部高止山脉附近的区域对这些极端天气现象尤为敏感，而南部沿海地区则因对流性风暴的频率较高而面临更大的风险。因此，针对这些高风险区域，政府和相关部门应加强监测、预警和应急响应能力，以最大限度地减少对流性风暴带来的损失。同时，公众也需要提高对极端天气的认识，增强自我保护意识，以应对可能发生的自然灾害。