7月17日以來，河南出現(xiàn)了歷史罕見的極端強(qiáng)降雨，其中鄭州、鶴壁、新鄉(xiāng)局地超過900毫米，超過10個國家級氣象觀測站日雨量達(dá)到有氣象觀測記錄以來的歷史極值，截至7月26日12時，此輪強(qiáng)降雨造成河南全省1290.74萬人受災(zāi)，因災(zāi)死亡69人；與此同時，中央氣象臺連續(xù)8天發(fā)布高溫預(yù)警，南方及西北等地“熱得發(fā)紫”；7月18日，臺風(fēng)“煙花”生成，“查帕卡”緊隨其后，擾動沿海地區(qū)。
放眼全球，西歐突發(fā)強(qiáng)降雨引發(fā)洪災(zāi)，200多人遇難；歷史性高溫席卷北美，數(shù)百人喪生；加上此前的超強(qiáng)寒潮、極端沙塵、龍卷大風(fēng)，罕見天氣事件接連來襲，這些都指向一個關(guān)鍵詞：極端天氣。
由此，人們關(guān)心的問題已不只是“雨還下多久”“什么時候見到太陽”，還想了解面對這些極端天氣，人類的天氣預(yù)報究竟能發(fā)揮多大作用，極端天氣預(yù)報預(yù)警又難在哪里，極端天氣頻發(fā)背后的“推手”是什么，人們又當(dāng)如何應(yīng)對？記者就此采訪了中國氣象局相關(guān)專家。
極端暴雨預(yù)報是全世界一道難題
第一次得知河南7月暴雨情況，中國氣象科學(xué)研究院研究員羅亞麗正在一個評審會上，這個爆炸性新聞，迅速成為在場科學(xué)家的新話題。
根據(jù)中國氣象局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計，河南鄭州國家基本氣象站7月20日16時到17時的降水量，幾乎占鄭州常年總雨量——640.8毫米的1/3。
“這樣的小時雨強(qiáng)在世界上都是相當(dāng)極端的，危害性極大，出現(xiàn)城鎮(zhèn)內(nèi)澇等氣象次生災(zāi)害幾乎不可避免。”羅亞麗說。
中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤說，7月17日以來河南強(qiáng)降雨過程累計雨量大、持續(xù)時間長、降水區(qū)域集中，小時雨強(qiáng)的極端特征也非常明顯。其中，1小時201.9毫米的記錄，超過了中國大陸有氣象記錄以來小時雨強(qiáng)的極值。
為什么會有這么強(qiáng)的降雨？
對天氣預(yù)報員和氣象科研人員來說，造成此次河南強(qiáng)降雨的幾大因素是相對清晰的：西太平洋副熱帶高壓和大陸高壓分別穩(wěn)定維持，尚處在洋面上的臺風(fēng)“煙花”在向我國靠近的過程中輸送豐沛水汽，加之太行山區(qū)、伏牛山區(qū)特殊地形影響，以及對流“列車效應(yīng)”明顯，等等。
也正是基于這些現(xiàn)象經(jīng)驗和歷史數(shù)據(jù)資料的綜合判斷，氣象人才能不斷向外發(fā)布人們熟悉的天氣預(yù)報，以及暴雨預(yù)警。陳濤說，不過，這種天氣預(yù)報，只能提前預(yù)報局地強(qiáng)天氣可能出現(xiàn)的范圍，還不能提前預(yù)知其發(fā)生的準(zhǔn)確位置。也因此，在暴雨預(yù)報中，常會出現(xiàn)“局地”這一名詞。
氣象界關(guān)于暴雨的劃定，是以24小時總雨量達(dá)到或超過50毫米為標(biāo)準(zhǔn)的。但暴雨是在24小時內(nèi)均勻下完，還是在短時間傾盆而下，不僅給公眾的觀感不同，對社會運行、安全生產(chǎn)等各方面的沖擊也不同；暴雨下在日益“增長和擴(kuò)大”的城市，還是脆弱的鄉(xiāng)村，也會導(dǎo)致迥然不同的局面。
“從天氣角度來講，特大暴雨不僅要有非常充沛的水汽，要有強(qiáng)烈的垂直上升運動把水汽變成大水滴降落下來，還要有周圍多種天氣條件與之配合。”中國工程院院士李澤椿說。
1975年8月5日至8日，“7503”號臺風(fēng)穿越福建、江西、湖南后北上，經(jīng)過湖北，在河南停滯徘徊，導(dǎo)致歷史上罕見的特大暴雨洪水——3天內(nèi)，河南南部地區(qū)降下1631毫米的總雨量。
暴雨后約一個月，時任中央氣象臺預(yù)報組組長的李澤椿前往河南板橋水庫等受災(zāi)地區(qū)時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場依然慘不忍睹。
他說，這些年來，我國暴雨研究和預(yù)報不斷取得進(jìn)步，但大氣運動的混沌性，決定了天氣預(yù)報必然會有一定程度的誤差，同時暴雨因其局地性、突發(fā)性和活動規(guī)律多變等特點，其形成機(jī)制迄今尚未被研究透徹，依然是全世界氣象領(lǐng)域的一道難題。
“要抓住1小時超過200毫米這種極端的暴雨，更是難上加難。”李澤椿說。
一套模板難以“套用”不同極端事件
暴雨類型的不同，也加劇了預(yù)報的難度。
“我國暴雨多發(fā)，卻很難以一套既定的模板‘套用’每一次極端事件，正所謂一種螺絲配一把扳手。”羅亞麗說。
據(jù)她介紹，我國不同區(qū)域常出現(xiàn)不同類型的暴雨，如華南前汛期暴雨、江淮流域梅雨鋒暴雨、西南低渦暴雨、華北低槽和低渦暴雨、東北冷渦暴雨以及沿海臺風(fēng)暴雨等。暴雨頻發(fā)的地點，與夏季風(fēng)主雨帶的位置，以及維持時間密切相關(guān)。
“如果與相同氣候區(qū)中的其他國家相比，我國暴雨強(qiáng)度很大，不同時間長度的暴雨極值均很高。”羅亞麗說，在今年鄭州站出現(xiàn)極值之前，1小時降水極值是1975年“75·8”暴雨中河南林莊的198.3毫米，24小時降水極值為1963年9月10日臺灣地區(qū)的1248毫米。這些數(shù)值在世界上都是“數(shù)得著的”。
李澤椿介紹，我國預(yù)報暴雨的主要手段，是利用數(shù)值天氣預(yù)報模式產(chǎn)品，同時結(jié)合預(yù)報員自身的知識經(jīng)驗。近年來，雖然數(shù)值天氣預(yù)報模式分辨率逐步提升，但通常來說，極端事件發(fā)生概率非常小。
他告訴記者，盡管有些極端暴雨出現(xiàn)時，環(huán)流形勢整體穩(wěn)定、清晰，但這其中還有中小尺度對流系統(tǒng)在發(fā)生作用，其尺度可能只有一兩百公里、生命周期只有幾個小時，當(dāng)前的數(shù)值預(yù)報模式，很難將其“準(zhǔn)確清晰地表達(dá)”出來。
中央氣象臺強(qiáng)天氣預(yù)報中心副主任藍(lán)渝曾比喻道：這就好比用網(wǎng)捕魚，網(wǎng)眼太大，小尺度的天氣系統(tǒng)難免會成為漏網(wǎng)之魚。
李澤椿說，攻關(guān)暴雨預(yù)報難題，最根本的途徑就是加強(qiáng)對大氣變化的精密監(jiān)測，提高數(shù)值預(yù)報的精準(zhǔn)度。
他同時提到，數(shù)值模式的改進(jìn)既不能一蹴而就，對暴雨預(yù)報能力精準(zhǔn)提升和服務(wù)精細(xì)的另一個焦點，放在了像陳濤這樣長期“釘”在值班室的預(yù)報員身上。
陳濤認(rèn)為，需要對暴雨形成過程具備敏銳深邃的洞察力，從海量觀測和預(yù)報信息中分析預(yù)報關(guān)鍵影響系統(tǒng)，以及其與未來暴雨發(fā)生時間、地點和降水量的關(guān)聯(lián)，及早發(fā)現(xiàn)天氣系統(tǒng)預(yù)報偏差，等等，才能最終形成對重大暴雨過程的預(yù)報意見。
李澤椿還很關(guān)心面向公眾和決策者的科普，防災(zāi)減災(zāi)離不開氣象，老百姓也離不開氣象。
“希望強(qiáng)化決策者的防災(zāi)減災(zāi)意識和提升能力，更深入了解暴雨預(yù)報如何作出、難度在哪兒、風(fēng)險多大，更好地利用氣象預(yù)報預(yù)警做好各項準(zhǔn)備和安排。”李澤椿說。
極端天氣活躍是什么在作怪
人類一方面追求極端天氣的預(yù)報精度，一方面也在反思，近些年為何會有這么多極端天氣出現(xiàn)，又當(dāng)如何避免和減少異常天氣？
關(guān)于這個問題，國內(nèi)外氣象專家其實早有論斷：在全球變暖的背景下，極端天氣出現(xiàn)的頻率將會增加。
國家氣候中心副主任賈小龍說，全球氣候變暖加劇了氣候系統(tǒng)不穩(wěn)定，是造成極端天氣氣候事件頻發(fā)、強(qiáng)度增強(qiáng)的根本原因。
他進(jìn)一步解釋：隨著氣候變暖，大氣層在飽和前，可容納更多水汽，于是，極端強(qiáng)降水發(fā)生的可能性增大。近期，西歐發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，我國河南出現(xiàn)的特大暴雨，都是極端強(qiáng)降水事件頻發(fā)的具體表現(xiàn)。
從1990年開始，中國氣象局便在我國青海瓦里關(guān)進(jìn)行溫室氣體監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果顯示，溫室氣體在大氣中濃度不斷升高，表明人為活動排放的溫室氣體還在不斷增加。
溫室氣體主要包括《京都議定書》限排的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、氫氟碳化物、全氟化碳）、三氟化氮，以及《蒙特利爾議定書》限排的消耗臭氧層物質(zhì)。
“溫室氣體的排放已經(jīng)被反復(fù)證明，是近一百年來全球氣候變化主要的特征，是氣候變化直接原因或者說是主要原因。”中國氣象局新聞發(fā)言人宋善允說，這帶給人類社會發(fā)展很多的風(fēng)險和挑戰(zhàn)。
中國工程院院士張小曳解釋，氣候變化統(tǒng)一的尺度，是看30年平均溫度的變化，目前人們可以看到一條明顯的增溫趨勢線。全球變暖并不一定意味著“今年就是暖年”，但隨著氣候平均狀態(tài)的變暖，原來不經(jīng)常發(fā)生的極端的天氣事件，就跟著發(fā)生了。
面對這種情況，人類一個關(guān)鍵舉措就是減排——減少溫室氣體的排放。2020年9月，我國明確提出碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，在應(yīng)對氣候變化、履行《巴黎協(xié)定》控制溫室氣體排放方面作出努力。
“減排就要精準(zhǔn)地知道排放情況，區(qū)分開自然排放和人類活動產(chǎn)生的排放，這樣才能檢驗減排的效果和減排的作用。”宋善允說。
前不久，中國氣象局對外發(fā)布最新的中國溫室氣體公報，這與2020年11月世界氣象組織發(fā)布的溫室氣體公報相呼應(yīng)。結(jié)果顯示，全球二氧化碳濃度繼續(xù)升高。
張小曳說，在工業(yè)革命前，地球大氣二氧化碳濃度在280ppm左右，這個濃度產(chǎn)生的地球溫度，適宜人類居住。后來，這一濃度越來越高，20世紀(jì)80年代，大氣二氧化碳的濃度在340ppm左右，而2020年該濃度最高已經(jīng)達(dá)到417ppm。
“人類碳中和行動任重道遠(yuǎn)。”張小曳說。（記者 邱晨輝）
