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河南遭遇了一場怎樣的強降雨?
2021年07月22日 10:41
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  河南遭遇了一場怎樣的強降雨?

  201.9毫米!鄭州小時雨強突破我國陸地歷史極值

  7月21日上午,中央氣象臺、河南省氣象臺聯(lián)合接受媒體采訪,介紹河南暴雨情況。河南省氣象臺副臺長蘇愛芳、中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤對河南暴雨進行了詳細解讀。據(jù)介紹,副熱帶高壓、大陸高壓、臺風(fēng)“煙花”等多種因素共同造成了此次河南持續(xù)性的特大暴雨過程。蘇愛芳表示,此次特大暴雨歷史罕見,不僅持續(xù)時間長、累計雨量大,而且范圍廣、落區(qū)重疊、強降水落點集中,導(dǎo)致洪澇災(zāi)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歷史極值(198.5毫米)。

  目前,華北正處于季風(fēng)雨季和臺風(fēng)雨季的雙重影響下,極端天氣沒有規(guī)律可循。陳濤提醒公眾及時關(guān)注氣象預(yù)報預(yù)警信息。

  關(guān)注1

  河南暴雨到底有多大?

  7月17日以來,河南的強降雨已持續(xù)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(qū)累計降雨量普遍在100毫米以上,鄭州附近地區(qū)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(qū)被覆蓋了90厘米高的水,加上地勢高低不平,雨水流向低處,個別地區(qū)的積水狀況會更嚴重。

  中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤表示,從降水的極端性看,根據(jù)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歷史極值(198.5毫米,河南林莊,1975年8月5日)。

  關(guān)注2

  為何會出現(xiàn)如此極端的暴雨?

  7月20日,河南多地出現(xiàn)暴雨、大暴雨、特大暴雨后,持續(xù)強降雨導(dǎo)致部分街道積水嚴重,鄭州市提升防汛應(yīng)急響應(yīng)至I級。

  河南省氣象臺副臺長蘇愛芳表示,此次極端降雨天氣由四個因素導(dǎo)致。首先是大氣環(huán)流形勢穩(wěn)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(wěn)定維持在日本海和我國西北地區(qū),導(dǎo)致兩者之間的低值天氣系統(tǒng)在黃淮地區(qū)停滯少動,造成河南中西部長時間出現(xiàn)降水天氣。

  其次,伴隨“七下八上”而來的臺風(fēng)送來了充沛的水汽。陳濤介紹,7月中旬河南處于副高邊緣,對流不穩(wěn)定能量充足,臺風(fēng)“煙花”雖然還沒有登陸我國,但臺風(fēng)“煙花”北側(cè)和副熱帶高氣壓之間會形成聯(lián)通氣流,持續(xù)地向我國黃淮一帶輸送,在偏東風(fēng)的影響下,大量水汽從海上向河南一帶匯集,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(dǎo)致降水效應(yīng)顯著。受深厚的偏東風(fēng)急流及低渦切變天氣系統(tǒng)影響,加之河南省太行山區(qū)、伏牛山區(qū)特殊地形對偏東氣流起到抬升輻合效應(yīng),強降水區(qū)在河南省西部、西北部沿山地區(qū)穩(wěn)定少動,地形迎風(fēng)坡前降水增幅明顯。

  另外,此次降雨過程中對流“列車效應(yīng)”明顯。在穩(wěn)定天氣形勢下,中小尺度對流反復(fù)在伏牛山前地區(qū)發(fā)展并向鄭州方向移動,形成“列車效應(yīng)”,導(dǎo)致降水強度大、維持時間長,引起局地極端強降水。

  關(guān)注3

  此次極端暴雨過程有無提前預(yù)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(guān)注,14日開展了省地聯(lián)合會商,起草重要天氣報告,15日報送省委省政府,第一份預(yù)警是7月16日9點50分發(fā)布的暴雨橙色預(yù)警信號;7月18日17點10分發(fā)布暴雨黃色預(yù)警信號;7月20日早晨發(fā)布暴雨紅色預(yù)警信號。這次過程,河南省市縣氣象部門共發(fā)布預(yù)警信息1184條,目前河南省各級氣象部門施行24小時戰(zhàn)時工作機制,全力做好保障工作。

  陳濤說,極端暴雨、極端高溫的預(yù)報仍是全球共同面臨的難題,這種極端天氣發(fā)生機制非常復(fù)雜,并且受到數(shù)值預(yù)報模式和預(yù)報員主觀預(yù)報的限制,對極端天氣的預(yù)報存在不確定性。此次強降水中心鄭州的暴雨過程,屬于中小尺度的極端天氣,預(yù)警難度更高。陳濤表示,提高其預(yù)測準確性也是未來氣象預(yù)報努力攻克的方向。

  關(guān)注4

  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(qū)仍然有明顯的降雨過程,鄭州、開封一帶降雨仍在持續(xù)。

  蘇愛芳說,預(yù)計今明兩天河南省仍有降雨,具體預(yù)報如下:

  22日,河南中西部有小到中雨;鄭州地區(qū)有小到中雨(5~15毫米)。

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

  關(guān)注5

  強降雨后有何災(zāi)害?

  陳濤說,河南此次強降雨過程持續(xù)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(xiàn)超汛限水位和超警洪水,多地出現(xiàn)內(nèi)澇、山洪等災(zāi)害。

  陳濤介紹,預(yù)計今明兩天河南降雨持續(xù),致災(zāi)風(fēng)險極高,并且災(zāi)害發(fā)生有滯后效應(yīng),各地需繼續(xù)做好洪澇、地質(zhì)災(zāi)害等防御以及河堤、庫壩等的巡查工作,并防范強降雨對救災(zāi)各項工作的不利影響,提前做好衛(wèi)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(xiàn)大暴雨、特大暴雨,鄭州氣象官方微博晚上9時許發(fā)布視頻稱,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(jīng)常出現(xiàn)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?對此記者采訪了氣象和水文相關(guān)專家。

  “N年一遇”是什么概念?

  據(jù)清華大學(xué)水利系教授楊大文介紹,“N年一遇”是統(tǒng)計學(xué)與氣象學(xué)、水文學(xué)相結(jié)合對暴雨和洪水大小的一種定量表征。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(tǒng)計上講,某地一天下了500毫米的雨,過去100年的數(shù)據(jù)中,一天超過500毫米的降雨只出現(xiàn)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(shù)據(jù)拿來分析,再通過數(shù)學(xué)公式推導(dǎo),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,并非完全準確的絕對值。

  由于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?shù)貫闃藴,而非全國一致的標準?/p>

  楊大文說,“N年一遇”的概念在上世紀五六十年代就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。由于城市發(fā)展需要面對防洪等問題,“二戰(zhàn)”前后,基于頻率的防洪設(shè)計標準已經(jīng)在世界上廣泛應(yīng)用。新中國成立以后,我國也從蘇聯(lián)引進了這套設(shè)計的思路和方法,這在全世界基本上是通用的。

  “百年一遇”意味著百年后才再次出現(xiàn)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(jù)歷史觀測的數(shù)據(jù)得到的!斑@里面有個假設(shè),即過去歷史觀測的暴雨也好、洪水也好,未來在頻率和強度上還會出現(xiàn)同樣的規(guī)律,即自然的規(guī)律在過去和未來是一致的!

  這樣的假設(shè)是否存在問題?楊大文說,氣候變化會改變這個規(guī)律。所以老百姓有這樣的疑問——100年一遇的洪水前幾年剛發(fā)過,怎么又發(fā)了?怎么感覺頻率越來越高了?這就跟氣候變化有關(guān)系。氣候變化的一個特征就是極端天氣會更多更頻繁地出現(xiàn)。

  城市防洪標準需要提高嗎?

  據(jù)媒體今年2月報道,北京中心城區(qū)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(jù)人口、經(jīng)濟發(fā)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,地鐵的標準也會高于其他地點。

  他認為,即便城市的防洪標準不提高,工程設(shè)施的防護能力、運營維護能力也需要提高。以往城市規(guī)模小,周圍有很多自然濕地、洼地,如今城市快速發(fā)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(chǎn)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(huán)境的改變,也是加重洪水災(zāi)情的原因。原來進入湖泊里的水現(xiàn)在流入街道,就要迅速將其排走。如果規(guī)劃設(shè)計、工程運營維護不當?shù)脑,就會造成?zāi)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(fā)布視頻稱,鄭州暴雨“小時降水、日降水的概率,重現(xiàn)期通過分布曲線擬合來看,超千年一遇”。

  中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤表示,“千年一遇”是源自于水文氣象里面關(guān)于洪水重現(xiàn)期的科學(xué)解釋,主要是依據(jù)長期的歷史記錄來推算極端天氣事件在歷史上可能重復(fù)發(fā)生的頻率,這是一個數(shù)學(xué)上的概念。

  在大氣科學(xué)中,表達極端天氣、極端降雨過程的方法,主要是根據(jù)歷史降雨量排名。根據(jù)某個站在歷史上出現(xiàn)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(xué)界比較常見的做法!耙灿衅渌磉_天氣極端性的方法,比如通過極端降水的百分位這種統(tǒng)計學(xué)方法來表示!标悵f。

  如果從大氣科學(xué)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年之后,也就是說有比較準確完整的降雨量科學(xué)記錄的時間有70余年。這段歷史時期的數(shù)據(jù),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!标悵f。

  氣象專家張明英說,為了讓大家對出現(xiàn)概率有一個形象的了解,便采用了“重現(xiàn)期”的概念,常出現(xiàn)的事件重現(xiàn)期就短,很少出現(xiàn)的事件重現(xiàn)期就長,例如百年一遇或千年一遇。這并不是說一百年或一千年就來一次,或者這次出現(xiàn)后一百年或一千年后再來一次。對重現(xiàn)期時間越長的事件,其發(fā)生的可能性就越小,也就是出現(xiàn)概率少,也就很難碰到,這對預(yù)報來說也就很難預(yù)報出來。

  新京報記者 張璐 見習(xí)記者 王景曦

  【編輯:阿琳娜】