河南遭遇了一場怎樣的強降雨?

2021年07月22日03:25

  原標題:河南遭遇了一場怎樣的強降雨?

  7月21日上午,中央氣象台、河南省氣象台聯合接受媒體採訪,介紹河南暴雨情況。河南省氣象台副台長蘇愛芳、中央氣象台首席預報員陳濤對河南暴雨進行了詳細解讀。據介紹,副熱帶高壓、大陸高壓、颱風“煙花”等多種因素共同造成了此次河南持續性的特大暴雨過程。蘇愛芳表示,此次特大暴雨曆史罕見,不僅持續時間長、累計雨量大,而且範圍廣、落區重疊、強降水落點集中,導致洪澇災害嚴重。河南已有十多個國家站超過了日降雨量的極值,除日降雨量外,小時降雨量也非常突出,鄭州氣象觀測站最大小時降雨量達201.9毫米,突破我國陸地小時降雨量曆史極值(198.5毫米)。

  目前,華北正處於季風雨季和颱風雨季的雙重影響下,極端天氣沒有規律可循。陳濤提醒公眾及時關注氣象預報預警信息。

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  河南暴雨到底有多大?

  7月17日以來,河南的強降雨已持續4天,從17日8時至21日9時的降雨量看,河南中部、西部、北部地區累計降雨量普遍在100毫米以上,鄭州附近地區累計降雨量在500毫米以上,個別單點站在900毫米以上,極端天氣非常突出。24小時左右累計降雨量達到900毫米,就意味著大約一天的時間,整片降水落區被覆蓋了90釐米高的水,加上地勢高低不平,雨水流向低處,個別地區的積水狀況會更嚴重。

  中央氣象台首席預報員陳濤表示,從降水的極端性看,根據觀測,17日到21日8時,河南已有10個國家級自動站超過日降雨量的極值,極端性非常明顯。除日降雨量外,小時降雨量也突出,鄭州氣象觀測站最大小時降雨量達201.9毫米(20日16時-17時),突破我國陸地小時降雨量曆史極值(198.5毫米,河南林莊,1975年8月5日)。

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  為何會出現如此極端的暴雨?

  7月20日,河南多地出現暴雨、大暴雨、特大暴雨後,持續強降雨導致部分街道積水嚴重,鄭州市提升防汛應急響應至I級。

  河南省氣象台副台長蘇愛芳表示,此次極端降雨天氣由四個因素導致。首先是大氣環流形勢穩定,長時間降雨成為可能。西太平洋副熱帶高壓和大陸高壓分別穩定維持在日本海和我國西北地區,導致兩者之間的低值天氣系統在黃淮地區停滯少動,造成河南中西部長時間出現降水天氣。

  其次,伴隨“七下八上”而來的颱風送來了充沛的水汽。陳濤介紹,7月中旬河南處於副高邊緣,對流不穩定能量充足,颱風“煙花”雖然還沒有登陸我國,但颱風“煙花”北側和副熱帶高氣壓之間會形成聯通氣流,持續地向我國黃淮一帶輸送,在偏東風的影響下,大量水汽從海上向河南一帶彙集,形成了充沛的水汽條件,降水效率高。

  再次,河南獨特的地形導致降水效應顯著。受深厚的偏東風急流及低渦切變天氣系統影響,加之河南省太行山區、伏牛山區特殊地形對偏東氣流起到抬升輻合效應,強降水區在河南省西部、西北部沿山地區穩定少動,地形迎風坡前降水增幅明顯。

  另外,此次降雨過程中對流“列車效應”明顯。在穩定天氣形勢下,中小尺度對流反複在伏牛山前地區發展並向鄭州方向移動,形成“列車效應”,導致降水強度大、維持時間長,引起局地極端強降水。

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  此次極端暴雨過程有無提前預警?

  蘇愛芳說,針對這次天氣過程,河南省氣象局7月13日就已關注,14日開展了省地聯合會商,起草重要天氣報告,15日報送省委省政府,第一份預警是7月16日9點50分發佈的暴雨橙色預警信號;7月18日17點10分發佈暴雨黃色預警信號;7月20日早晨發佈暴雨紅色預警信號。這次過程,河南省市縣氣象部門共發佈預警信息1184條,目前河南省各級氣象部門施行24小時戰時工作機製,全力做好保障工作。

  陳濤說,極端暴雨、極端高溫的預報仍是全球共同面臨的難題,這種極端天氣發生機製非常複雜,並且受到數值預報模式和預報員主觀預報的限製,對極端天氣的預報存在不確定性。此次強降水中心鄭州的暴雨過程,屬於中小尺度的極端天氣,預警難度更高。陳濤表示,提高其預測準確性也是未來氣象預報努力攻克的方向。

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  此次強降雨何時停?

  陳濤分析,從雷達回波圖來看,21日,河南北部地區仍然有明顯的降雨過程,鄭州、開封一帶降雨仍在持續。

  蘇愛芳說,預計今明兩天河南省仍有降雨,具體預報如下:

  22日,河南中西部有小到中雨;鄭州地區有小到中雨(5~15毫米)。

  23日,河南中西部小到中雨;鄭州地區有分散性陣雨(1~5毫米),此次強降雨過程趨於減弱結束。

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  強降雨後有何災害?

  陳濤說,河南此次強降雨過程持續時間長、累計雨量大、極端性顯著,目前已有多個中小水庫和河流出現超汛限水位和超警洪水,多地出現內澇、山洪等災害。

  陳濤介紹,預計今明兩天河南降雨持續,致災風險極高,並且災害發生有滯後效應,各地需繼續做好洪澇、地質災害等防禦以及河堤、庫壩等的巡查工作,並防範強降雨對救災各項工作的不利影響,提前做好衛生防疫工作。

  ■ 釋疑

  “百年一遇”的暴雨為何總能遇到?

  7月20日,河南多地出現大暴雨、特大暴雨,鄭州氣象官方微博晚上9時許發佈視頻稱,鄭州暴雨“超千年一遇”。近年來,“五十年一遇暴雨”、“百年一遇暴雨”等說法經常出現在公眾視野。如何理解“N年一遇”的暴雨?“千年一遇”暴雨說法準確嗎?對此記者採訪了氣象和水文相關專家。

  “N年一遇”是什麼概念?

  據清華大學水利系教授楊大文介紹,“N年一遇”是統計學與氣象學、水文學相結合對暴雨和洪水大小的一種定量表徵。一個降雨時間序列可能是100年、500年或者無限長,舉例來說,從統計上講,某地一天下了500毫米的雨,過去100年的數據中,一天超過500毫米的降雨只出現一次,我們說這場雨是100年一遇的。

  目前我國有觀測記錄的時間序列很少超過100年,科技人員就把過去50年或60年的所有觀測數據拿來分析,再通過數學公式推導,得出理論的頻率曲線。這個頻率曲線可以外延,可以大體推算出100年甚至1000年的暴雨降雨量是多少。但百年一遇、尤其是千年一遇的暴雨更像是一個估計,並非完全準確的絕對值。

  由於我國南方和北方地理氣候差距大,因此每個地方“N年一遇”都是以當地為標準,而非全國一致的標準。

  楊大文說,“N年一遇”的概念在上世紀五六十年代就已經廣泛應用於生產實踐。由於城市發展需要面對防洪等問題,“二戰”前後,基於頻率的防洪設計標準已經在世界上廣泛應用。新中國成立以後,我國也從蘇聯引進了這套設計的思路和方法,這在全世界基本上是通用的。

  “百年一遇”意味著百年後才再次出現嗎?

  楊大文說,城市防洪標準所稱的“百年一遇”,也是相同的概念,也是根據曆史觀測的數據得到的。“這裡面有個假設,即過去曆史觀測的暴雨也好、洪水也好,未來在頻率和強度上還會出現同樣的規律,即自然的規律在過去和未來是一致的。”

  這樣的假設是否存在問題?楊大文說,氣候變化會改變這個規律。所以老百姓有這樣的疑問——100年一遇的洪水前幾年剛發過,怎麼又發了?怎麼感覺頻率越來越高了?這就跟氣候變化有關係。氣候變化的一個特徵就是極端天氣會更多更頻繁地出現。

  城市防洪標準需要提高嗎?

  據媒體今年2月報導,北京中心城區防洪標準擬達200年一遇,城市副中心防洪標準擬達到100年一遇。隨著極端天氣的增加,城市防洪標準需要提高嗎?

  楊大文稱,不同的城市根據人口、經濟發展水平等不同,防洪標準不同,北京、上海等城市標準會更高一些。同一個城市中,地鐵的標準也會高於其他地點。

  他認為,即便城市的防洪標準不提高,工程設施的防護能力、運營維護能力也需要提高。以往城市規模小,周圍有很多自然濕地、窪地,如今城市快速發展,城市道路和樓房承受洪水的能力也降低了很多,洪水造成的損失,特別是生命財產的損失會比以往大很多。

  因此,氣候變化和人類自身對城市及其周邊環境的改變,也是加重洪水災情的原因。原來進入湖泊里的水現在流入街道,就要迅速將其排走。如果規劃設計、工程運營維護不當的話,就會造成災害。

  “千年一遇”說法準確嗎?

  7月20日晚間,鄭州氣象官方微博發佈視頻稱,鄭州暴雨“小時降水、日降水的概率,重現期通過分佈曲線擬合來看,超千年一遇”。

  中央氣象台首席預報員陳濤表示,“千年一遇”是源自於水文氣象裡面關於洪水重現期的科學解釋,主要是依據長期的曆史記錄來推算極端天氣事件在曆史上可能重複發生的頻率,這是一個數學上的概念。

  在大氣科學中,表達極端天氣、極端降雨過程的方法,主要是根據曆史降雨量排名。根據某個站在曆史上出現的降雨量極大值,依次進行排名、不斷更新排名情況,這是大氣科學界比較常見的做法。“也有其他表達天氣極端性的方法,比如通過極端降水的百分位這種統計學方法來表示。”陳濤說。

  如果從大氣科學的角度來細究“千年一遇”的說法,陳濤介紹,我國目前有嚴謹氣象記錄的時間在1950年之後,也就是說有比較準確完整的降雨量科學記錄的時間有70餘年。這段曆史時期的數據,是無法支撐起用“百年”甚至“千年”來描述極端降雨的說法的。

  “所以說,無論是千年一遇還是百年一遇,在目前沒有得到可靠的、長時效的氣象記錄之前,我們很難判斷這個問題。”陳濤說。

  氣象專家張明英說,為了讓大家對出現概率有一個形象的瞭解,便採用了“重現期”的概念,常出現的事件重現期就短,很少出現的事件重現期就長,例如百年一遇或千年一遇。這並不是說一百年或一千年就來一次,或者這次出現後一百年或一千年後再來一次。對重現期時間越長的事件,其發生的可能性就越小,也就是出現概率少,也就很難碰到,這對預報來說也就很難預報出來。

  A06-A07版采寫/新京報記者 張璐 見習記者 王景曦

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