極端天氣近期在全球多地出現(xiàn) 背后有無共性原因?

7月20日，河南遭遇罕見的極端強(qiáng)降雨天氣，造成人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失，城市內(nèi)澇，農(nóng)田積澇，山區(qū)山洪、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)陡增，鐵路、公路、民航交通受到嚴(yán)重影響。

災(zāi)情讓人揪心，也讓人疑惑：河南雨勢(shì)如此猛烈，成因是什么？極端天氣近期在全球多地出現(xiàn)，背后有無共性原因？面對(duì)天災(zāi)，我們能做些什么？

1 大陸高壓、西太平洋副熱帶高壓、臺(tái)風(fēng)“煙花”等共同造成河南特大暴雨

7月17日以來，河南鄭州、焦作、新鄉(xiāng)、洛陽、南陽、平頂山、濟(jì)源、安陽、鶴壁、許昌等地出現(xiàn)特大暴雨，強(qiáng)降雨中心位于鄭州，最強(qiáng)時(shí)段集中在7月19日至20日。從7月17日20時(shí)到20日20時(shí)，鄭州的過程降雨量達(dá)到617.1mm，相當(dāng)于三天下了以往一年的雨量。

此次河南暴雨具有累計(jì)雨量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、短時(shí)降雨強(qiáng)、極端性突出的特點(diǎn)。中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員陳濤解釋稱，西太平洋副熱帶高壓(副高)、大陸高壓、臺(tái)風(fēng)“煙花”等多種因素共同造成了河南持續(xù)特大暴雨過程，而非某種因素單獨(dú)影響。

大氣環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定，降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。據(jù)河南省氣象臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)蘇愛芳介紹，副高和大陸高壓分別穩(wěn)定維持在日本海和我國(guó)西北地區(qū)，導(dǎo)致兩者間的低值天氣系統(tǒng)在黃淮地區(qū)停滯少動(dòng)，河南中西部因此出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間降水天氣。目前，只有等臺(tái)風(fēng)“煙花”更靠近我國(guó)后，環(huán)流形勢(shì)出現(xiàn)調(diào)整，截?cái)嗨麃碓矗幽系挠瓴拍芡！?/p>

臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)程“操控”，水汽條件充沛。7月中旬，河南處于副高邊緣，對(duì)流不穩(wěn)定能量充足；7月18日，臺(tái)風(fēng)“煙花”在西太平洋生成并向我國(guó)靠近?！啊疅熁ām然還沒有登陸我國(guó)，但其北側(cè)和副熱帶高氣壓之間形成聯(lián)通氣流，持續(xù)向我國(guó)黃淮一帶輸送，在偏東風(fēng)的影響下，大量水汽從海上向河南一帶匯集，再加上河南本地的地勢(shì)抬升，以及天氣系統(tǒng)穩(wěn)定維持的效應(yīng)，造成了此次河南特大暴雨集中的情況?！标悵f。

地勢(shì)抬升，即地形原因。蘇愛芳表示，太行山區(qū)、伏牛山區(qū)特殊地形對(duì)偏東氣流起到抬升輻合效應(yīng)，強(qiáng)降水區(qū)在河南省西部、西北部沿山地區(qū)穩(wěn)定少動(dòng)，地形迎風(fēng)坡前降水增幅明顯，雨勢(shì)更強(qiáng)。

對(duì)流“列車效應(yīng)”也是導(dǎo)致極端強(qiáng)降水的原因?！傲熊囆?yīng)”是指多個(gè)風(fēng)暴單體(雷雨云團(tuán))先后經(jīng)過同一個(gè)地點(diǎn)，就像列車的不同車廂先后經(jīng)過同一鐵軌一樣，間歇性的短時(shí)強(qiáng)降水將最終導(dǎo)致發(fā)生局地大暴雨或特大暴雨。

“在穩(wěn)定天氣形勢(shì)下，中小尺度對(duì)流反復(fù)在伏牛山前地區(qū)發(fā)展并向鄭州方向移動(dòng)，形成‘列車效應(yīng)’，導(dǎo)致降水強(qiáng)度大、維持時(shí)間長(zhǎng)，引起局地極端強(qiáng)降水。”蘇愛芳說。

2 此次暴雨過程河南省累計(jì)雨量最大值、一小時(shí)最大降雨量及日雨量都突破歷史極值

400mm等降水量線是我國(guó)一條重要的地理分界線，大致經(jīng)過大興安嶺-張家口-蘭州-拉薩-喜馬拉雅山脈東南段一線，是我國(guó)半濕潤(rùn)和半干旱區(qū)的分界線。河南地處400mm-800mm等降水量線區(qū)域，這意味著，它雨水并不充沛，降水相對(duì)不足。

歷史上，河南主要受干旱威脅，旱災(zāi)多于雨災(zāi)、澇災(zāi)。但受季風(fēng)性氣候影響，河南降水量時(shí)空分布不均，夏季也會(huì)發(fā)生強(qiáng)降雨，約占全年降水量的一半。當(dāng)前，河南正好處于華北雨季和臺(tái)風(fēng)季的雙重影響下。

7月20日16時(shí)到17時(shí)，短短1個(gè)小時(shí)內(nèi)，鄭州的降雨量達(dá)到了201.9mm，超過中國(guó)大陸小時(shí)降雨量的歷史極值。巧合的是，此前的極值也發(fā)生在河南：1975年8月5日，河南林莊，小時(shí)降雨量為198.5mm。

新中國(guó)成立以來，河南曾出現(xiàn)過5次全省性的強(qiáng)降雨過程，其中1975年的“75·8”暴雨最猛烈。據(jù)中國(guó)天氣網(wǎng)氣象分析師張娟介紹，1975年8月5日至8日，受7503號(hào)臺(tái)風(fēng)影響，河南暴雨中心泌陽縣林莊6小時(shí)雨量830.1mm，24小時(shí)雨量達(dá)到1060.3mm，3天雨量1605.3mm。

“通過比較可以看出，此次暴雨過程全省累計(jì)雨量最大值、一小時(shí)最大降雨量及日雨量都突破極值，均大于上述5次過程；日最大降雨量和6小時(shí)最大降雨量，則僅次于‘75·8’過程?！碧K愛芳說，按照河南省地方標(biāo)準(zhǔn)暴雨過程氣象強(qiáng)度評(píng)估規(guī)范，綜合考慮持續(xù)天數(shù)、過程范圍、最大日降雨量等指標(biāo)，此次暴雨過程強(qiáng)度達(dá)到“特強(qiáng)”等級(jí)。

有人說，這次河南強(qiáng)降雨是“千年一遇”，這種說法準(zhǔn)確嗎？

陳濤表示，“千年一遇”“百年一遇”源自水文氣象里的一種解釋，以極端洪水事件出現(xiàn)的歷史重現(xiàn)期為周期來測(cè)算。這次暴雨來襲，在氣象人員沒有得到可靠的、長(zhǎng)時(shí)效的記錄之前，很難得出這樣的判斷。

“從大氣科學(xué)研究的角度來看，我國(guó)在20世紀(jì)50年代之后才有了比較準(zhǔn)確和完整的降雨量的科學(xué)記錄，到現(xiàn)在為止，整個(gè)降雨量記錄時(shí)間是70年左右?！标悵f，“千年一遇”的說法是依據(jù)較長(zhǎng)的歷史記錄來推算某一類天氣事件，或者通過百分比的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，來表現(xiàn)天氣的極端性，這些都需要基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臍庀笥涗洝?/p>

3 全球極端天氣事件頻繁發(fā)生，與氣候變暖關(guān)系密切

回溯歷史，中西方文明中都有不少關(guān)于極端天氣氣候的記載。今年以來，全球極端天氣氣候事件更是頻繁發(fā)生，創(chuàng)紀(jì)錄的暴雨、寒潮和異常炎熱天氣相繼登場(chǎng)。

一面是極端高溫。今年6月底，歷史罕見的高溫席卷美國(guó)西北部、加拿大西南部等地，致數(shù)百人喪生。美國(guó)華盛頓州、俄勒岡州、加州大范圍打破歷史紀(jì)錄，西雅圖、波特蘭的最高氣溫一度高達(dá)42攝氏度、46.1攝氏度，大幅打破紀(jì)錄。加拿大不列顛哥倫比亞省小鎮(zhèn)萊頓氣溫甚至達(dá)到49.56攝氏度，較當(dāng)?shù)爻Ｄ隁鉁仄?0度以上。

值得注意的是，西雅圖、溫哥華等地向來以“溫和宜居”著稱，氣溫不高不低，夏季平均氣溫通常不超過30度。氣象專家表示，本次高溫實(shí)屬罕見。

“這次熱浪，是北美洲西風(fēng)帶和副熱帶高壓紊亂所致：本該自西向東運(yùn)動(dòng)的西風(fēng)急流，突然劇烈振蕩，變成南北運(yùn)動(dòng)；本該待在夏威夷的太平洋副高，突然跳上北美西海岸并強(qiáng)烈發(fā)展?！庇忻襟w刊文表示。

一面是暴雨不斷。近日，歐洲多地持續(xù)暴雨引發(fā)洪澇災(zāi)害，沖毀大量房屋和道路。截至目前，已有百余人在洪災(zāi)中遇難。在受影響最嚴(yán)重的德國(guó)西部地區(qū)，傾盆大雨導(dǎo)致的水災(zāi)至少造成一百余人死亡，仍有約1300人失聯(lián)。世界氣象組織近期發(fā)布的題為《極端夏季：洪水、高溫和火災(zāi)》的報(bào)告指出，西歐部分地區(qū)在7月14日至15日兩天內(nèi)遭遇平時(shí)兩個(gè)月的降雨量。

德國(guó)總理默克爾表示，洪災(zāi)造成的破壞是“超現(xiàn)實(shí)的”，“這令人震驚——我?guī)缀蹩梢哉f，德語中沒有能夠形容這場(chǎng)災(zāi)難的詞語”。

根據(jù)日本放送協(xié)會(huì)7月10日?qǐng)?bào)道，日本西南部的部分地區(qū)正面臨幾十年來最強(qiáng)暴雨，日本政府已向南部一些縣的超12萬居民發(fā)出了疏散請(qǐng)求。從7月4日到12日為止，日本鳥取縣與島根縣觀測(cè)到的累積雨量，已達(dá)整個(gè)7月平均雨量的兩倍，境港市、出云市短時(shí)間累積雨量均創(chuàng)下統(tǒng)計(jì)以來的新高紀(jì)錄。

全球極端天氣頻發(fā)，與氣候變暖關(guān)系密切。世界氣象組織秘書長(zhǎng)彼得里·塔拉斯表示，氣候變化是今夏席卷西歐地區(qū)的暴雨和洪水的根本原因，在減緩氣候變化取得成效之前，極端天氣事件和自然災(zāi)害將越來越多?！叭绻麤]有氣候變化，人們不會(huì)在加拿大和美國(guó)的西部地區(qū)觀察到如此高的溫度，這是氣候變化的明顯跡象?！彼拐f。

“地球大氣每升溫1攝氏度，就能多吸收7%的水蒸氣，并在日后形成降水?！钡聡?guó)波茨坦氣候影響研究所教授斯特凡·拉姆斯托夫表示，測(cè)量數(shù)據(jù)已證實(shí)，在包括德國(guó)的中北緯地區(qū)，下小雨的天數(shù)在減少，而下暴雨的天數(shù)在增多。

柏林洪堡大學(xué)地理研究所的研究組組長(zhǎng)卡爾-弗里德里?！な﹦谒辜{認(rèn)為，在2021年已無需懷疑“氣候變化能否促成氣象災(zāi)害”，問題是這種影響的程度有多大。“我們知道，(全球)變暖會(huì)導(dǎo)致大雨增加，進(jìn)而導(dǎo)致更頻繁、更具破壞性的洪水事件。”

德國(guó)錫根大學(xué)建筑系教授拉米婭·梅薩里-貝克爾說，多年研究顯示，極端天氣可以更快、更劇烈、更頻繁、更集中地發(fā)生。氣候適應(yīng)與氣候保護(hù)同樣重要，人們須完善城市排水和氣象災(zāi)害早期預(yù)警系統(tǒng)，確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施在極端天氣下的承受性。

4 極端天氣形成機(jī)制復(fù)雜，既要加強(qiáng)預(yù)警預(yù)報(bào)水平，也要未雨綢繆補(bǔ)好防災(zāi)減災(zāi)短板

天氣、氣象、大氣是一門高度混沌的體系，哪怕是極其微小的變化都可能對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)本身造成不可預(yù)知的擾動(dòng)性。這也正是氣候預(yù)測(cè)的難點(diǎn)所在。

7月21日，在中國(guó)氣象局舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，陳濤說，“極端暴雨、極端高溫仍是全球共同面臨的難題，這種極端天氣科學(xué)機(jī)制形成非常復(fù)雜，再落實(shí)到數(shù)值預(yù)報(bào)中，仍缺少有效手段進(jìn)一步解決，這是科學(xué)界正在著手攻克的難關(guān)?！?/p>

在天氣預(yù)報(bào)中，暴雨預(yù)報(bào)被公認(rèn)為世界性難題?！鞍l(fā)達(dá)國(guó)家的暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大概是在20%到25%之間，我國(guó)相比于其他在預(yù)報(bào)方面比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，山地和丘陵較多，地形更復(fù)雜，地理環(huán)境也比較復(fù)雜，所以預(yù)報(bào)難度更大。”中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員馬學(xué)款表示。

當(dāng)前，我國(guó)24小時(shí)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差已縮小至70公里左右，24小時(shí)晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到88%，24小時(shí)暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在20%左右，短時(shí)臨近的暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率已提高到89%，暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與世界強(qiáng)國(guó)處于同一水平。此外，現(xiàn)代衛(wèi)星、雷達(dá)等高科技手段的加入，以及現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也讓天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性大大提升。

面對(duì)各地應(yīng)對(duì)極端天氣時(shí)暴露出的短板，水利部水旱災(zāi)害防御司技術(shù)信息處處長(zhǎng)王為坦言，從預(yù)警預(yù)報(bào)的角度看，北方一些江河源短流急，洪水預(yù)見期短，實(shí)測(cè)資料缺乏，預(yù)報(bào)能力不足；山洪災(zāi)害和中小河流洪水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平也有待提升。從調(diào)度的角度看，部分江河和水工程的防洪調(diào)度方案、超標(biāo)洪水防御預(yù)案、水庫汛期調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃等不夠完善；大多數(shù)流域水工程防災(zāi)聯(lián)合調(diào)度仍處在探索階段，統(tǒng)籌防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等多目標(biāo)的調(diào)度機(jī)制還不夠完善，調(diào)度的信息化、智慧化程度有待提高。

“此外，一些流域多年未發(fā)生大洪水，少數(shù)干部群眾對(duì)暴雨洪水的致災(zāi)性認(rèn)識(shí)不足，缺乏防汛抗洪實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，防災(zāi)避險(xiǎn)意識(shí)和能力有待增強(qiáng)。”王為指出。

目前，我國(guó)已初步建成了較為完善的水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)體系，為國(guó)家防汛抗旱減災(zāi)指揮決策提供了有力的技術(shù)支撐。而極端性暴雨和明顯強(qiáng)對(duì)流天氣涉及的地區(qū)，正面臨公共安全體系的大考，應(yīng)考重點(diǎn)無疑是補(bǔ)好本地區(qū)的防災(zāi)短板——哪里有薄弱環(huán)節(jié)或安全漏洞，哪里就容易發(fā)生突發(fā)情況。

另一方面，針對(duì)極端天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)，預(yù)警部門也應(yīng)通過微信、微博、短信等不同渠道，確保預(yù)警信息及時(shí)準(zhǔn)確送達(dá)，面向公眾發(fā)布相關(guān)防災(zāi)避險(xiǎn)科普內(nèi)容。

未雨綢繆、加強(qiáng)預(yù)警、嚴(yán)陣以待，方能更好地應(yīng)對(duì)極端天氣，降低氣候變化帶來的不利影響。