全球變暖加劇極端天氣頻發 極端暴雨預報成世界一道難題

連日來的極端天氣災害牽動人心。

7月17日以來，河南出現了歷史罕見的極端強降雨，其中鄭州、鶴壁、新鄉局地超過900毫米，超過10個國家級氣象觀測站日雨量達到有氣象觀測記錄以來的歷史極值，截至7月26日12時，此輪強降雨造成河南全省1290.74萬人受災，因災死亡69人;與此同時，中央氣象臺連續8天發布高溫預警，南方及西北等地“熱得發紫”;7月18日，臺風“煙花”生成，“查帕卡”緊隨其后，擾動沿海地區。

放眼全球，西歐突發強降雨引發洪災，200多人遇難;歷史性高溫席卷北美，數百人喪生;加上此前的超強寒潮、極端沙塵、龍卷大風，罕見天氣事件接連來襲，這些都指向一個關鍵詞：極端天氣。

由此，人們關心的問題已不只是“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，人類的天氣預報究竟能發揮多大作用，極端天氣預報預警又難在哪里，極端天氣頻發背后的“推手”是什么，人們又當如何應對?記者就此采訪了中國氣象局相關專家。

極端暴雨預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，迅速成為在場科學家的新話題。

根據中國氣象局數據統計，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。

“這樣的小時雨強在世界上都是相當極端的，危害性極大，出現城鎮內澇等氣象次生災害幾乎不可避免。”羅亞麗說。

中央氣象臺首席預報員陳濤說，7月17日以來河南強降雨過程累計雨量大、持續時間長、降水區域集中，小時雨強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的極值。

為什么會有這么強的降雨?

對天氣預報員和氣象科研人員來說，造成此次河南強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定維持，尚處在洋面上的臺風“煙花”在向我國靠近的過程中輸送豐沛水汽，加之太行山區、伏牛山區特殊地形影響，以及對流“列車效應”明顯，等等。

也正是基于這些現象經驗和歷史數據資料的綜合判斷，氣象人才能不斷向外發布人們熟悉的天氣預報，以及暴雨預警。陳濤說，不過，這種天氣預報，只能提前預報局地強天氣可能出現的范圍，還不能提前預知其發生的準確位置。也因此，在暴雨預報中，常會出現“局地”這一名詞。

氣象界關于暴雨的劃定，是以24小時總雨量達到或超過50毫米為標準的。但暴雨是在24小時內均勻下完，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、安全生產等各方面的沖擊也不同;暴雨下在日益“增長和擴大”的城市，還是脆弱的鄉村，也會導致迥然不同的局面。

“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”號臺風穿越福建、江西、湖南后北上，經過湖北，在河南停滯徘徊，導致歷史上罕見的特大暴雨洪水——3天內，河南南部地區降下1631毫米的總雨量。

暴雨后約一個月，時任中央氣象臺預報組組長的李澤椿前往河南板橋水庫等受災地區時發現，現場依然慘不忍睹。

他說，這些年來，我國暴雨研究和預報不斷取得進步，但大氣運動的混沌性，決定了天氣預報必然會有一定程度的誤差，同時暴雨因其局地性、突發性和活動規律多變等特點，其形成機制迄今尚未被研究透徹，依然是全世界氣象領域的一道難題。

“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，也加劇了預報的難度。

“我國暴雨多發，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。

據她介紹，我國不同區域常出現不同類型的暴雨，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暴雨等。暴雨頻發的地點，與夏季風主雨帶的位置，以及維持時間密切相關。

“如果與相同氣候區中的其他國家相比，我國暴雨強度很大，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日臺灣地區的1248毫米。這些數值在世界上都是“數得著的”。

李澤椿介紹，我國預報暴雨的主要手段，是利用數值天氣預報模式產品，同時結合預報員自身的知識經驗。近年來，雖然數值天氣預報模式分辨率逐步提升，但通常來說，極端事件發生概率非常小。

他告訴記者，盡管有些極端暴雨出現時，環流形勢整體穩定、清晰，但這其中還有中小尺度對流系統在發生作用，其尺度可能只有一兩百公里、生命周期只有幾個小時，當前的數值預報模式，很難將其“準確清晰地表達”出來。

中央氣象臺強天氣預報中心副主任藍渝曾比喻道：這就好比用網捕魚，網眼太大，小尺度的天氣系統難免會成為漏網之魚。

李澤椿說，攻關暴雨預報難題，最根本的途徑就是加強對大氣變化的精密監測，提高數值預報的精準度。

他同時提到，數值模式的改進既不能一蹴而就，對暴雨預報能力精準提升和服務精細的另一個焦點，放在了像陳濤這樣長期“釘”在值班室的預報員身上。

陳濤認為，需要對暴雨形成過程具備敏銳深邃的洞察力，從海量觀測和預報信息中分析預報關鍵影響系統，以及其與未來暴雨發生時間、地點和降水量的關聯，及早發現天氣系統預報偏差，等等，才能最終形成對重大暴雨過程的預報意見。

李澤椿還很關心面向公眾和決策者的科普，防災減災離不開氣象，老百姓也離不開氣象。

“希望強化決策者的防災減災意識和提升能力，更深入了解暴雨預報如何作出、難度在哪兒、風險多大，更好地利用氣象預報預警做好各項準備和安排。”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，又當如何避免和減少異常天氣?

關于這個問題，國內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不穩定，是造成極端天氣氣候事件頻發、強度增強的根本原因。

他進一步解釋：隨著氣候變暖，大氣層在飽和前，可容納更多水汽，于是，極端強降水發生的可能性增大。近期，西歐發生嚴重洪澇災害，我國河南出現的特大暴雨，都是極端強降水事件頻發的具體表現。

從1990年開始，中國氣象局便在我國青海瓦里關進行溫室氣體監測。監測結果顯示，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。

“溫室氣體的排放已經被反復證明，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。”中國氣象局新聞發言人宋善允說，這帶給人類社會發展很多的風險和挑戰。

中國工程院院士張小曳解釋，氣候變化統一的尺度，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的變暖，原來不經常發生的極端的天氣事件，就跟著發生了。

面對這種情況，人類一個關鍵舉措就是減排——減少溫室氣體的排放。2020年9月，我國明確提出碳達峰和碳中和目標，在應對氣候變化、履行《巴黎協定》控制溫室氣體排放方面作出努力。

“減排就要精準地知道排放情況，區分開自然排放和人類活動產生的排放，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月世界氣象組織發布的溫室氣體公報相呼應。結果顯示，全球二氧化碳濃度繼續升高。

張小曳說，在工業革命前，地球大氣二氧化碳濃度在280ppm左右，這個濃度產生的地球溫度，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年該濃度最高已經達到417ppm。

“人類碳中和行動任重道遠。”張小曳說。(邱晨輝)