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罕见天气接连来袭 极端天气活跃是什么在作怪?
2021年07月27日 11:37 来源:中青报·中青网

  零距离

  极端天气频发 全球变暖加剧作怪

  连日来的极端天气灾害牵动人心。

  7月17日以来,河南出现了历史罕见的极端强降雨,其中郑州、鹤壁、新乡局地超过900毫米,超过10个国家级气象观测站日雨量达到有气象观测记录以来的历史极值,截至7月26日12时,此轮强降雨造成河南全省1290.74万人受灾,因灾死亡69人;与此同时,中央气象台连续8天发布高温预警,南方及西北等地“热得发紫”;7月18日,台风“烟花”生成,“查帕卡”紧随其后,扰动沿海地区。

  放眼全球,西欧突发强降雨引发洪灾,200多人遇难;历史性高温席卷北美,数百人丧生;加上此前的超强寒潮、极端沙尘、龙卷大风,罕见天气事件接连来袭,这些都指向一个关键词:极端天气。

  由此,人们关心的问题已不只是“雨还下多久”“什么时候见到太阳”,还想了解面对这些极端天气,人类的天气预报究竟能发挥多大作用,极端天气预报预警又难在哪里,极端天气频发背后的“推手”是什么,人们又当如何应对?记者就此采访了中国气象局相关专家。

  极端暴雨预报是全世界一道难题

  第一次得知河南7月暴雨情况,中国气象科学研究院研究员罗亚丽正在一个评审会上,这个爆炸性新闻,迅速成为在场科学家的新话题。

  根据中国气象局数据统计,河南郑州国家基本气象站7月20日16时到17时的降水量,几乎占郑州常年总雨量——640.8毫米的1/3。

  “这样的小时雨强在世界上都是相当极端的,危害性极大,出现城镇内涝等气象次生灾害几乎不可避免。”罗亚丽说。

  中央气象台首席预报员陈涛说,7月17日以来河南强降雨过程累计雨量大、持续时间长、降水区域集中,小时雨强的极端特征也非常明显。其中,1小时201.9毫米的记录,超过了中国大陆有气象记录以来小时雨强的极值。

  为什么会有这么强的降雨?

  对天气预报员和气象科研人员来说,造成此次河南强降雨的几大因素是相对清晰的:西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持,尚处在洋面上的台风“烟花”在向我国靠近的过程中输送丰沛水汽,加之太行山区、伏牛山区特殊地形影响,以及对流“列车效应”明显,等等。

  也正是基于这些现象经验和历史数据资料的综合判断,气象人才能不断向外发布人们熟悉的天气预报,以及暴雨预警。陈涛说,不过,这种天气预报,只能提前预报局地强天气可能出现的范围,还不能提前预知其发生的准确位置。也因此,在暴雨预报中,常会出现“局地”这一名词。

  气象界关于暴雨的划定,是以24小时总雨量达到或超过50毫米为标准的。但暴雨是在24小时内均匀下完,还是在短时间倾盆而下,不仅给公众的观感不同,对社会运行、安全生产等各方面的冲击也不同;暴雨下在日益“增长和扩大”的城市,还是脆弱的乡村,也会导致迥然不同的局面。

  “从天气角度来讲,特大暴雨不仅要有非常充沛的水汽,要有强烈的垂直上升运动把水汽变成大水滴降落下来,还要有周围多种天气条件与之配合。”中国工程院院士李泽椿说。

  1975年8月5日至8日,“7503”号台风穿越福建、江西、湖南后北上,经过湖北,在河南停滞徘徊,导致历史上罕见的特大暴雨洪水——3天内,河南南部地区降下1631毫米的总雨量。

  暴雨后约一个月,时任中央气象台预报组组长的李泽椿前往河南板桥水库等受灾地区时发现,现场依然惨不忍睹。

  他说,这些年来,我国暴雨研究和预报不断取得进步,但大气运动的混沌性,决定了天气预报必然会有一定程度的误差,同时暴雨因其局地性、突发性和活动规律多变等特点,其形成机制迄今尚未被研究透彻,依然是全世界气象领域的一道难题。

  “要抓住1小时超过200毫米这种极端的暴雨,更是难上加难。”李泽椿说。

  一套模板难以“套用”不同极端事件

  暴雨类型的不同,也加剧了预报的难度。

  “我国暴雨多发,却很难以一套既定的模板‘套用’每一次极端事件,正所谓一种螺丝配一把扳手。”罗亚丽说。

  据她介绍,我国不同区域常出现不同类型的暴雨,如华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、西南低涡暴雨、华北低槽和低涡暴雨、东北冷涡暴雨以及沿海台风暴雨等。暴雨频发的地点,与夏季风主雨带的位置,以及维持时间密切相关。

  “如果与相同气候区中的其他国家相比,我国暴雨强度很大,不同时间长度的暴雨极值均很高。”罗亚丽说,在今年郑州站出现极值之前,1小时降水极值是1975年“75·8”暴雨中河南林庄的198.3毫米,24小时降水极值为1963年9月10日台湾地区的1248毫米。这些数值在世界上都是“数得着的”。

  李泽椿介绍,我国预报暴雨的主要手段,是利用数值天气预报模式产品,同时结合预报员自身的知识经验。近年来,虽然数值天气预报模式分辨率逐步提升,但通常来说,极端事件发生概率非常小。

  他告诉记者,尽管有些极端暴雨出现时,环流形势整体稳定、清晰,但这其中还有中小尺度对流系统在发生作用,其尺度可能只有一两百公里、生命周期只有几个小时,当前的数值预报模式,很难将其“准确清晰地表达”出来。

  中央气象台强天气预报中心副主任蓝渝曾比喻道:这就好比用网捕鱼,网眼太大,小尺度的天气系统难免会成为漏网之鱼。

  李泽椿说,攻关暴雨预报难题,最根本的途径就是加强对大气变化的精密监测,提高数值预报的精准度。

  他同时提到,数值模式的改进既不能一蹴而就,对暴雨预报能力精准提升和服务精细的另一个焦点,放在了像陈涛这样长期“钉”在值班室的预报员身上。

  陈涛认为,需要对暴雨形成过程具备敏锐深邃的洞察力,从海量观测和预报信息中分析预报关键影响系统,以及其与未来暴雨发生时间、地点和降水量的关联,及早发现天气系统预报偏差,等等,才能最终形成对重大暴雨过程的预报意见。

  李泽椿还很关心面向公众和决策者的科普,防灾减灾离不开气象,老百姓也离不开气象。

  “希望强化决策者的防灾减灾意识和提升能力,更深入了解暴雨预报如何作出、难度在哪儿、风险多大,更好地利用气象预报预警做好各项准备和安排。”李泽椿说。

  极端天气活跃是什么在作怪

  人类一方面追求极端天气的预报精度,一方面也在反思,近些年为何会有这么多极端天气出现,又当如何避免和减少异常天气?

  关于这个问题,国内外气象专家其实早有论断:在全球变暖的背景下,极端天气出现的频率将会增加。

  国家气候中心副主任贾小龙说,全球气候变暖加剧了气候系统不稳定,是造成极端天气气候事件频发、强度增强的根本原因。

  他进一步解释:随着气候变暖,大气层在饱和前,可容纳更多水汽,于是,极端强降水发生的可能性增大。近期,西欧发生严重洪涝灾害,我国河南出现的特大暴雨,都是极端强降水事件频发的具体表现。

  从1990年开始,中国气象局便在我国青海瓦里关进行温室气体监测。监测结果显示,温室气体在大气中浓度不断升高,表明人为活动排放的温室气体还在不断增加。

  温室气体主要包括《京都议定书》限排的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、六氟化硫、氢氟碳化物、全氟化碳)、三氟化氮,以及《蒙特利尔议定书》限排的消耗臭氧层物质。

  “温室气体的排放已经被反复证明,是近一百年来全球气候变化主要的特征,是气候变化直接原因或者说是主要原因。”中国气象局新闻发言人宋善允说,这带给人类社会发展很多的风险和挑战。

  中国工程院院士张小曳解释,气候变化统一的尺度,是看30年平均温度的变化,目前人们可以看到一条明显的增温趋势线。全球变暖并不一定意味着“今年就是暖年”,但随着气候平均状态的变暖,原来不经常发生的极端的天气事件,就跟着发生了。

  面对这种情况,人类一个关键举措就是减排——减少温室气体的排放。2020年9月,我国明确提出碳达峰和碳中和目标,在应对气候变化、履行《巴黎协定》控制温室气体排放方面作出努力。

  “减排就要精准地知道排放情况,区分开自然排放和人类活动产生的排放,这样才能检验减排的效果和减排的作用。”宋善允说。

  前不久,中国气象局对外发布最新的中国温室气体公报,这与2020年11月世界气象组织发布的温室气体公报相呼应。结果显示,全球二氧化碳浓度继续升高。

  张小曳说,在工业革命前,地球大气二氧化碳浓度在280ppm左右,这个浓度产生的地球温度,适宜人类居住。后来,这一浓度越来越高,20世纪80年代,大气二氧化碳的浓度在340ppm左右,而2020年该浓度最高已经达到417ppm。

  “人类碳中和行动任重道远。”张小曳说。

  中青报·中青网记者 邱晨辉 

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