极端天气近期在全球多地出现 背后有无共性原因?

极端天气近期在全球多地出现 背后有无共性原因?

2021-07-22 09:39:52 编辑:郑裕娇 来源:中国纪检监察报
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极端天气凸显气候变化威胁

7月20日,河南遭遇罕见的极端强降雨天气,造成人员伤亡,财产损失,城市内涝,农田积涝,山区山洪、地质灾害风险陡增,铁路、公路、民航交通受到严重影响。

灾情让人揪心,也让人疑惑:河南雨势如此猛烈,成因是什么?极端天气近期在全球多地出现,背后有无共性原因?面对天灾,我们能做些什么?

1 大陆高压、西太平洋副热带高压、台风“烟花”等共同造成河南特大暴雨

7月17日以来,河南郑州、焦作、新乡、洛阳、南阳、平顶山、济源、安阳、鹤壁、许昌等地出现特大暴雨,强降雨中心位于郑州,最强时段集中在7月19日至20日。从7月17日20时到20日20时,郑州的过程降雨量达到617.1mm,相当于三天下了以往一年的雨量。

此次河南暴雨具有累计雨量大、持续时间长、短时降雨强、极端性突出的特点。中央气象台首席预报员陈涛解释称,西太平洋副热带高压(副高)、大陆高压、台风“烟花”等多种因素共同造成了河南持续特大暴雨过程,而非某种因素单独影响。

大气环流形势稳定,降雨持续时间长。据河南省气象台副台长苏爱芳介绍,副高和大陆高压分别稳定维持在日本海和我国西北地区,导致两者间的低值天气系统在黄淮地区停滞少动,河南中西部因此出现长时间降水天气。目前,只有等台风“烟花”更靠近我国后,环流形势出现调整,截断水汽来源,河南的雨才能停。

台风远程“操控”,水汽条件充沛。7月中旬,河南处于副高边缘,对流不稳定能量充足;7月18日,台风“烟花”在西太平洋生成并向我国靠近。“‘烟花’虽然还没有登陆我国,但其北侧和副热带高气压之间形成联通气流,持续向我国黄淮一带输送,在偏东风的影响下,大量水汽从海上向河南一带汇集,再加上河南本地的地势抬升,以及天气系统稳定维持的效应,造成了此次河南特大暴雨集中的情况。”陈涛说。

地势抬升,即地形原因。苏爱芳表示,太行山区、伏牛山区特殊地形对偏东气流起到抬升辐合效应,强降水区在河南省西部、西北部沿山地区稳定少动,地形迎风坡前降水增幅明显,雨势更强。

对流“列车效应”也是导致极端强降水的原因。“列车效应”是指多个风暴单体(雷雨云团)先后经过同一个地点,就像列车的不同车厢先后经过同一铁轨一样,间歇性的短时强降水将最终导致发生局地大暴雨或特大暴雨。

“在稳定天气形势下,中小尺度对流反复在伏牛山前地区发展并向郑州方向移动,形成‘列车效应’,导致降水强度大、维持时间长,引起局地极端强降水。”苏爱芳说。

2 此次暴雨过程河南省累计雨量最大值、一小时最大降雨量及日雨量都突破历史极值

400mm等降水量线是我国一条重要的地理分界线,大致经过大兴安岭-张家口-兰州-拉萨-喜马拉雅山脉东南段一线,是我国半湿润和半干旱区的分界线。河南地处400mm-800mm等降水量线区域,这意味着,它雨水并不充沛,降水相对不足。

历史上,河南主要受干旱威胁,旱灾多于雨灾、涝灾。但受季风性气候影响,河南降水量时空分布不均,夏季也会发生强降雨,约占全年降水量的一半。当前,河南正好处于华北雨季和台风季的双重影响下。

7月20日16时到17时,短短1个小时内,郑州的降雨量达到了201.9mm,超过中国大陆小时降雨量的历史极值。巧合的是,此前的极值也发生在河南:1975年8月5日,河南林庄,小时降雨量为198.5mm。

新中国成立以来,河南曾出现过5次全省性的强降雨过程,其中1975年的“75·8”暴雨最猛烈。据中国天气网气象分析师张娟介绍,1975年8月5日至8日,受7503号台风影响,河南暴雨中心泌阳县林庄6小时雨量830.1mm,24小时雨量达到1060.3mm,3天雨量1605.3mm。

“通过比较可以看出,此次暴雨过程全省累计雨量最大值、一小时最大降雨量及日雨量都突破极值,均大于上述5次过程;日最大降雨量和6小时最大降雨量,则仅次于‘75·8’过程。”苏爱芳说,按照河南省地方标准暴雨过程气象强度评估规范,综合考虑持续天数、过程范围、最大日降雨量等指标,此次暴雨过程强度达到“特强”等级。

有人说,这次河南强降雨是“千年一遇”,这种说法准确吗?

陈涛表示,“千年一遇”“百年一遇”源自水文气象里的一种解释,以极端洪水事件出现的历史重现期为周期来测算。这次暴雨来袭,在气象人员没有得到可靠的、长时效的记录之前,很难得出这样的判断。

“从大气科学研究的角度来看,我国在20世纪50年代之后才有了比较准确和完整的降雨量的科学记录,到现在为止,整个降雨量记录时间是70年左右。”陈涛说,“千年一遇”的说法是依据较长的历史记录来推算某一类天气事件,或者通过百分比的统计学方法,来表现天气的极端性,这些都需要基于严谨的气象记录。

3 全球极端天气事件频繁发生,与气候变暖关系密切

回溯历史,中西方文明中都有不少关于极端天气气候的记载。今年以来,全球极端天气气候事件更是频繁发生,创纪录的暴雨、寒潮和异常炎热天气相继登场。

一面是极端高温。今年6月底,历史罕见的高温席卷美国西北部、加拿大西南部等地,致数百人丧生。美国华盛顿州、俄勒冈州、加州大范围打破历史纪录,西雅图、波特兰的最高气温一度高达42摄氏度、46.1摄氏度,大幅打破纪录。加拿大不列颠哥伦比亚省小镇莱顿气温甚至达到49.56摄氏度,较当地常年气温偏高10度以上。

值得注意的是,西雅图、温哥华等地向来以“温和宜居”著称,气温不高不低,夏季平均气温通常不超过30度。气象专家表示,本次高温实属罕见。

“这次热浪,是北美洲西风带和副热带高压紊乱所致:本该自西向东运动的西风急流,突然剧烈振荡,变成南北运动;本该待在夏威夷的太平洋副高,突然跳上北美西海岸并强烈发展。”有媒体刊文表示。

一面是暴雨不断。近日,欧洲多地持续暴雨引发洪涝灾害,冲毁大量房屋和道路。截至目前,已有百余人在洪灾中遇难。在受影响最严重的德国西部地区,倾盆大雨导致的水灾至少造成一百余人死亡,仍有约1300人失联。世界气象组织近期发布的题为《极端夏季:洪水、高温和火灾》的报告指出,西欧部分地区在7月14日至15日两天内遭遇平时两个月的降雨量。

德国总理默克尔表示,洪灾造成的破坏是“超现实的”,“这令人震惊——我几乎可以说,德语中没有能够形容这场灾难的词语”。

根据日本放送协会7月10日报道,日本西南部的部分地区正面临几十年来最强暴雨,日本政府已向南部一些县的超12万居民发出了疏散请求。从7月4日到12日为止,日本鸟取县与岛根县观测到的累积雨量,已达整个7月平均雨量的两倍,境港市、出云市短时间累积雨量均创下统计以来的新高纪录。

全球极端天气频发,与气候变暖关系密切。世界气象组织秘书长彼得里·塔拉斯表示,气候变化是今夏席卷西欧地区的暴雨和洪水的根本原因,在减缓气候变化取得成效之前,极端天气事件和自然灾害将越来越多。“如果没有气候变化,人们不会在加拿大和美国的西部地区观察到如此高的温度,这是气候变化的明显迹象。”塔拉斯说。

“地球大气每升温1摄氏度,就能多吸收7%的水蒸气,并在日后形成降水。”德国波茨坦气候影响研究所教授斯特凡·拉姆斯托夫表示,测量数据已证实,在包括德国的中北纬地区,下小雨的天数在减少,而下暴雨的天数在增多。

柏林洪堡大学地理研究所的研究组组长卡尔-弗里德里希·施劳斯纳认为,在2021年已无需怀疑“气候变化能否促成气象灾害”,问题是这种影响的程度有多大。“我们知道,(全球)变暖会导致大雨增加,进而导致更频繁、更具破坏性的洪水事件。”

德国锡根大学建筑系教授拉米娅·梅萨里-贝克尔说,多年研究显示,极端天气可以更快、更剧烈、更频繁、更集中地发生。气候适应与气候保护同样重要,人们须完善城市排水和气象灾害早期预警系统,确保关键基础设施在极端天气下的承受性。

4 极端天气形成机制复杂,既要加强预警预报水平,也要未雨绸缪补好防灾减灾短板

天气、气象、大气是一门高度混沌的体系,哪怕是极其微小的变化都可能对大气运动本身造成不可预知的扰动性。这也正是气候预测的难点所在。

7月21日,在中国气象局举行的新闻发布会上,陈涛说,“极端暴雨、极端高温仍是全球共同面临的难题,这种极端天气科学机制形成非常复杂,再落实到数值预报中,仍缺少有效手段进一步解决,这是科学界正在着手攻克的难关。”

在天气预报中,暴雨预报被公认为世界性难题。“发达国家的暴雨预报准确率大概是在20%到25%之间,我国相比于其他在预报方面比较发达的国家,山地和丘陵较多,地形更复杂,地理环境也比较复杂,所以预报难度更大。”中央气象台首席预报员马学款表示。

当前,我国24小时台风路径预报误差已缩小至70公里左右,24小时晴雨预报准确率达到88%,24小时暴雨预报准确率在20%左右,短时临近的暴雨预警准确率已提高到89%,暴雨预报准确率与世界强国处于同一水平。此外,现代卫星、雷达等高科技手段的加入,以及现代超级计算机的应用也让天气预报的准确性大大提升。

面对各地应对极端天气时暴露出的短板,水利部水旱灾害防御司技术信息处处长王为坦言,从预警预报的角度看,北方一些江河源短流急,洪水预见期短,实测资料缺乏,预报能力不足;山洪灾害和中小河流洪水监测预报水平也有待提升。从调度的角度看,部分江河和水工程的防洪调度方案、超标洪水防御预案、水库汛期调度运用计划等不够完善;大多数流域水工程防灾联合调度仍处在探索阶段,统筹防洪、供水、生态、发电、航运等多目标的调度机制还不够完善,调度的信息化、智慧化程度有待提高。

“此外,一些流域多年未发生大洪水,少数干部群众对暴雨洪水的致灾性认识不足,缺乏防汛抗洪实战经验,防灾避险意识和能力有待增强。”王为指出。

目前,我国已初步建成了较为完善的水文监测预报预警业务体系,为国家防汛抗旱减灾指挥决策提供了有力的技术支撑。而极端性暴雨和明显强对流天气涉及的地区,正面临公共安全体系的大考,应考重点无疑是补好本地区的防灾短板——哪里有薄弱环节或安全漏洞,哪里就容易发生突发情况。

另一方面,针对极端天气的预警预报,预警部门也应通过微信、微博、短信等不同渠道,确保预警信息及时准确送达,面向公众发布相关防灾避险科普内容。

未雨绸缪、加强预警、严阵以待,方能更好地应对极端天气,降低气候变化带来的不利影响。


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