作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2021/7/22 15:33:09
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强暴雨灾害是否有“河南规律”?

 

7月20日以来,河南郑州、安阳、鹤壁、新乡等地多个国家级气象观测站日雨量突破有气象记录以来历史极值。

据河南省应急管理厅消息,7月16日以来,河南强降雨造成全省103个县(市、区)877个乡镇300.4万人受灾,因灾死亡33人,失踪8人。全省已紧急避险转移37.6万人,紧急转移安置25.6万人,农作物受灾面积215.2千公顷,直接经济损失12.2亿元。

此次特大暴雨引发了全社会的广泛关注,尤其令人疑惑的是为什么河南历史上发生了多次极端降水事件,是否有什么“河南规律”?未来,随着全球变暖温度升高,21世纪末期我们或许会面临更为严峻的极端降水事件。

虽非多发地,河南特强暴雨再刷极限

新中国建国以后,河南历史上曾出现过“63·8”“75·8”“82·8”“96·8”“7·19”5次全省性强降雨过程,其中最著名的当属“75·8”暴雨。

数据显示,本次“7·20”暴雨过程河南全省累计雨量最大值、1小时最大降水量及日雨量都突破极值,均大于上述5次过程。其中,日最大降水量和6小时最大降水量仅次于“75·8”过程。

河南省气象台副台长苏爱芳介绍,按照河南省区域性暴雨过程气象强度评估规范,综合考虑持续天数、过程范围、最大日降水量等指标,此次暴雨过程强度达特强等级。

为什么河南总出现历史降雨极值?

中央气象台首席预报员陈涛告诉《中国科学报》:“虽然河南历史几次暴雨事件都出现了超极值的强降水过程,但并不能说河南易发这种极端性天气。”他表示,极端天气事件的出现,是大气环流上异常因素的结果,每年都会发生。“河南历史上的5次强降雨过程是间隔多年或十几年才出现一回,没有特定的规律可循。”

我国是典型的季风气候,暖季受夏季风影响,水系输送特别充分。每年的“七下八上”时期属于防汛紧张时段,华北进入降雨集中期,华南、华东也受台风活动影响,降雨频繁。华北正处于季风雨季和台风雨季的双重影响下,很容易发生强降水过程。

在全国范围来说,河南并非暴雨、大暴雨、特大暴雨的多发地,此次河南降雨的极值强度,实属“前所未见”。对此,陈涛表示:“我们还未完全认识极端天气事件发生发展的科学规律,后续将继续针对极端天气发生发展的机制做进一步分析和研究。”

历史暴雨极值都由台风导致

台风烟花是本次河南特强级暴雨的关键因素。

陈涛介绍,虽然台风“烟花”还没有登陆我国,但是“烟花”北侧和副热带高气压之间会形成显著的偏东气流,持续地向我国黄淮地区输送水汽。在偏东风的引导下,大量水汽从海上向河南地区汇集,加上河南地区的抬升地形起到抬升辐合效应,强降水区在河南地区稳定少动,导致暴雨持续。

中国气象科学研究院研究员任福民发表于2019年《暴雨灾害》的研究回顾了1949年以来我国的台风暴雨。他指出,台风是最强的暴雨天气系统,国内外目前有记录的暴雨极值都是由台风导致(此处“台风”泛指热带气旋)。

如1952年3月15~16日出现在南印度洋西部法属留尼汪岛的全球最大日降水量(1870毫米);我国排名第一的日降水量(1672毫米)发生在1967年10月17~19日中国台湾省新寮,3天累积降水量达2749毫米;我国大陆日降水量极值(1062 mm)出现在1975年8月5~7日河南驻马店地区的泌阳县林庄。

记者在检索文献时发现,河南虽处于内陆地区,但历史上几次强暴雨灾害也是由台风造成的,如“75·8”“82·8”“96·8”和“05·5”。

中国工程院院士丁一汇等在研究河南“75·8”暴雨时指出,T503号台风(Nina)深入内陆后与弱冷空气的接触是造成这次特大暴雨的主要原因之一。河南安阳市气象局高级工程师王建新在对2018年8月18~19日温比亚台风造成的河南东部极端暴雨进行诊断分析时指出,温比亚台风长时间在河南东部滞留,导致强降水长时间在河南东部维持,出现了极端暴雨天气。

中国气象局预报与网络司副司长金荣花等在对1975年至2005年登陆北上台风特征及其成因的分析中指出,台风暴雨与台风路径、台风强度、低空急流、弱冷空气活动、台风内部中小尺度对流活动、地形作用等许多因素有关。

台风暴雨的预报一直以来很难做到精准把握,王建新认为,其根源在于台风移动路径预报,而台风路径的预报主要难点在于转向和滞留。

本世纪末中国极端降水将更严峻

一直以来,科学家十分重视暴雨研究,尤其是那些在历史上曾造成严重灾害的极端降水年。

1963年8月1~10日的“63·8”特大暴雨,使得河北省接连7天处在暴雨笼罩之下。资料显示,河北省24小时最大雨量达950毫米,过程总雨量在1000毫米以上的暴雨区域面积达到了5560平方公里。

1972年7月26~28日,由于“7203”号台风在26日路径突然西折,进入京津地区,在河北北部登陆后,造成燕山南麓及北京北部地区降下大暴雨,最强的暴雨中心位于燕山南麓的枣树林,3天过程降水量达518.3毫米。

1975年8月5~8日,河南遭遇特大暴雨洗礼,泌阳县林庄6小时雨量830.1毫米,24小时雨量达到1060.3毫米,3天雨量达到了惊人的1605.3毫米。这就是历史上令人非常痛心的“75·8”大洪水。

1996年8月3~5日,受“9608”号台风减弱成的低压系统影响,河北、山西等地出现了 “63·8”以来最强的一次暴雨天气过程。河北石家庄西部山区的暴雨中心有20个市(县) 48小时降雨量大于200毫米。

2012年的北京“7·21”特大暴雨,是北京及其周边地区遭遇的61年来最强暴雨及洪涝灾害。北京有11个国家气象站日雨量突破建站以来历史极值,降雨总量之多、强降雨历时之长、局部雨强之大历史罕见。其中,北京市最大降雨点房山区河北镇为460毫米,接近500年一遇……

这些极端降水事件均造成了重大人员伤亡和财产损失。这不能不引起科学家对极端降水及其变化趋势的关注。因此,在全球气候变暖的背景下,进一步研究中国极端降水的趋势, 尤其是暖季的趋势十分必要。

中央气象台首席预报员孙军等利用中国2000多站50年以上的日降水资料分析发现, 极端降水年总站次表现为三段极端降水多发期, 分别出现在20世纪60年代初、90年代中后期和21世纪初。

中国热带农业科学院科技信息研究所副研究员戴声佩等综合分析了1959年至2016年华南地区极端降水事件变化特征,发现华南地区极端降水事件总体呈增加趋势。

2021年1月,中国科学院大气物理研究所副研究员秦佩华等在《大气科学进展》发表了全球变暖下中国21世纪极端降水变化的研究。他们发现,从2008年到2098年的中国极端降水EEMD(集合经验模态分解方法)长期趋势增加。

研究进一步分析发现,随着未来温度升高,21世纪末期温度每升高1℃,极端降水增加幅度比21世纪中期的增加幅度更大,即21世纪末期可能面临更为严峻的极端降水事件。

 
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