對(duì)話院士專家：中國(guó)的暴雨比復(fù)雜更復(fù)雜

1、對(duì)話院士專家：中國(guó)的暴雨，比復(fù)雜更復(fù)雜實(shí)際上，暴雨是非常復(fù)雜的，雨事件是多尺度天氣系統(tǒng)和宏微觀物理過(guò)程相互作用的結(jié)果，在全球大氣科學(xué)研究領(lǐng)域是熱點(diǎn)，也是難點(diǎn)問(wèn)題。因此，無(wú)論對(duì)此次河南特大暴雨過(guò)程，還是中國(guó)其他地區(qū)的極端性暴雨天氣，要詳盡研究其發(fā)生的細(xì)節(jié)和具體原因，還需要比人們想象中更長(zhǎng)的時(shí)間做科研攻關(guān)。 越是極端的暴雨，發(fā)生概率越小，預(yù)報(bào)越難 1個(gè)小時(shí)降50毫米雨意味著什么，在各種媒體花式科普下，公眾已經(jīng)有所了解。 那么，1小時(shí)降下201.9毫米的雨意味著什么？公眾被拉回混沌，而困惑的還包括氣象從業(yè)人員。鄭州國(guó)家基本氣象站7月20日16時(shí)到17時(shí)的降水量，幾乎占鄭州常年總雨量（640.8毫米）

2、的三分之一。 陳濤介紹，7月17日以來(lái)河南強(qiáng)降雨過(guò)程累計(jì)雨量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降水區(qū)域集中，小時(shí)雨強(qiáng)的極端特征也非常明顯。其中，201.9毫米超過(guò)了中國(guó)大陸有氣象記錄以來(lái)小時(shí)雨強(qiáng)的極值?！斑@樣的小時(shí)雨強(qiáng)在世界上都是相當(dāng)極端的?！?盡管對(duì)預(yù)報(bào)員和氣象科研人員來(lái)說(shuō)，環(huán)流形勢(shì)大體是清晰的：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(tái)風(fēng)“煙花”在向我國(guó)靠近的過(guò)程中輸送豐沛水汽，加之太行山區(qū)、伏牛山區(qū)特殊地形影響等，但得知河南暴雨情況，尚在某評(píng)審會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的羅亞麗的第一反應(yīng)還是“我急切地想知道為什么會(huì)這么極端，想更深入地了解具體影響因素?！币砬宕舜芜^(guò)程的機(jī)理顯然還需進(jìn)一步挖掘。 氣象界關(guān)于暴雨

3、的劃定，是以24小時(shí)總雨量達(dá)到或超過(guò)50毫米為標(biāo)準(zhǔn)的。 但暴雨是在24小時(shí)內(nèi)均勻下完還是在短時(shí)間傾盆而下，不僅給公眾的觀感不同，對(duì)社會(huì)運(yùn)行、安全生產(chǎn)等各方面的沖擊也不同；暴雨下在日益“增長(zhǎng)和擴(kuò)大”的城市還是脆弱的鄉(xiāng)村，也會(huì)導(dǎo)致迥然不同的局面。 1975年8月5日至8日，同樣在河南?！?503”號(hào)臺(tái)風(fēng)穿越福建、江西、湖南后北上，經(jīng)過(guò)湖北，在河南停滯徘徊，導(dǎo)致歷史上罕見(jiàn)的特大暴雨洪水3天內(nèi)，河南南部地區(qū)降下1600多毫米的總雨量。 暴雨后約一個(gè)月，時(shí)任中央氣象臺(tái)預(yù)報(bào)組組長(zhǎng)的李澤椿前往河南板橋水庫(kù)等受災(zāi)地區(qū)時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)依然慘不忍睹。 多年來(lái)，得益于日漸完善的氣象觀測(cè)系統(tǒng)、高分辨率數(shù)值模式預(yù)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)

4、展以及諸多先進(jìn)科研成果的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，我國(guó)暴雨研究和預(yù)報(bào)不斷取得進(jìn)步。 但在本質(zhì)上，大氣運(yùn)動(dòng)的混沌性決定了天氣預(yù)報(bào)必然會(huì)有一定程度的誤差，同時(shí)暴雨因其局地性、突發(fā)性和活動(dòng)規(guī)律多變等特點(diǎn)，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。 我國(guó)預(yù)報(bào)暴雨的主要手段，是利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品并結(jié)合預(yù)報(bào)員自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。 近年來(lái)，雖然數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式分辨率逐步提升，但通常來(lái)說(shuō)，極端事件發(fā)生概率非常小。 研究發(fā)現(xiàn)，盡管有些極端暴雨出現(xiàn)時(shí)環(huán)流形勢(shì)整體穩(wěn)定、清晰，但這其中肯定還有中小尺度對(duì)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(gè)小時(shí)，當(dāng)前的數(shù)值預(yù)報(bào)模式很難將其“準(zhǔn)確清晰地表達(dá)

5、”出來(lái)。 中國(guó)不同區(qū)域不同暴雨事件復(fù)雜程度超出想象 中國(guó)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。 我國(guó)地域遼闊，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(tái)風(fēng)暴雨等。 羅亞麗見(jiàn)識(shí)過(guò)不同區(qū)域多個(gè)典型暴雨事件的“參差” 安徽2007年7月7日至8日暴雨，雖然屬于梅雨鋒暴雨，靠季風(fēng)輸送了充沛水汽，但在梅雨鋒上存在明顯的擾動(dòng)，對(duì)暴雨的發(fā)生起著很大作用； 廣東陽(yáng)江2013年5月10日暴雨，區(qū)域站監(jiān)測(cè)到1個(gè)小時(shí)下了190毫米，但系統(tǒng)小得可憐； 2017年廣州“57”特大暴雨，上岸氣流在

6、深夜?jié)撊?，風(fēng)很弱，也沒(méi)有冷暖空氣對(duì)峙，數(shù)值試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其降水之所以極端與城市下墊面關(guān)系密切，等等。 此次河南極端暴雨雖然尚未深入研究，但可確定其與安徽、廣東暴雨不同高低緯度環(huán)流形勢(shì)配合，臺(tái)風(fēng)尚在洋面上、強(qiáng)度也不弱，水汽輸送能力很強(qiáng)，地形如同一個(gè)“錨”一樣將上升氣流穩(wěn)定住。加之鄭州這座大城市的下墊面的特殊性，對(duì)于極端降水更加脆弱。 中國(guó)暴雨的復(fù)雜性可見(jiàn)一斑。如果與相同氣候區(qū)中的其他國(guó)家相比，我國(guó)暴雨強(qiáng)度很大，不同時(shí)間長(zhǎng)度的暴雨極值均很高。 當(dāng)然，還要指出一點(diǎn)無(wú)論多難，暴雨預(yù)報(bào)都是我國(guó)分量最重的“必答題”之一。 李澤椿指出：“暴雨洪澇是我國(guó)最常見(jiàn)、最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，對(duì)人民群眾生命安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展

7、、國(guó)家安全等有直接而嚴(yán)重的影響。而且，我國(guó)的暴雨災(zāi)害遍及大江南北、城市鄉(xiāng)村，既有大范圍流域性洪澇，也有中小尺度局地暴雨造成的災(zāi)害，極端性暴雨天氣也是頻頻出現(xiàn)?！?惟其磨礪始得玉成，身前身后皆臺(tái)階 暴雨研究和預(yù)報(bào)，一直是我國(guó)氣象工作者的主攻對(duì)象之一。 早在20世紀(jì)初期，中國(guó)科學(xué)家就開(kāi)始研究中國(guó)暴雨，經(jīng)過(guò)近百年發(fā)展，在暴雨理論、暴雨分析和預(yù)報(bào)方面取得重大進(jìn)展。 1975年8月，由于超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“7503”號(hào)導(dǎo)致的特大暴雨引發(fā)淮河上游大洪水，河南省駐馬店地區(qū)包括兩座大型水庫(kù)在內(nèi)的數(shù)十座水庫(kù)漫頂垮壩。 比如“758”暴雨，中國(guó)氣象、水文部門從這場(chǎng)及其他空前的大暴雨與大洪水事件中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從全國(guó)層面加強(qiáng)

8、對(duì)中國(guó)暴雨的研究，在后面的“七五”期間，暴雨研究逐步從天氣尺度轉(zhuǎn)向了中尺度，后來(lái)暴雨預(yù)報(bào)由經(jīng)驗(yàn)定性向定量化方向轉(zhuǎn)變。 攻關(guān)暴雨預(yù)報(bào)難題，最根本的途徑就是加強(qiáng)對(duì)大氣變化的精密監(jiān)測(cè)和提高數(shù)值預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度。 “數(shù)值預(yù)報(bào)是基礎(chǔ)，要在實(shí)踐中提煉出來(lái)科學(xué)問(wèn)題，大膽創(chuàng)新。”李澤椿重申自己對(duì)暴雨預(yù)報(bào)的態(tài)度，“我們做預(yù)報(bào)追求的是三個(gè)方面，一是準(zhǔn)確，二是及時(shí)，三是應(yīng)用好預(yù)報(bào)，這就是為人民服務(wù)，這就是把論文寫在大地上。” 但數(shù)值模式的改進(jìn)既不能一蹴而就，也牽涉對(duì)暴雨發(fā)生發(fā)展機(jī)理有待深入認(rèn)識(shí)等諸多問(wèn)題。 羅亞麗告訴記者，這個(gè)研究過(guò)程的艱難很難為外人道。她和團(tuán)隊(duì)曾用兩年多時(shí)間才把廣州“57”暴雨這一案例研究得比較明白。

9、當(dāng)然，新的認(rèn)知也告訴我們：改進(jìn)模式也并非一味提高分辨率就可以；分辨率越高，對(duì)地形等的刻畫越精細(xì)，對(duì)數(shù)值模式的算法要求就越高，如果不對(duì)算法做調(diào)整，模式運(yùn)行可能就“崩”了?！按送猓壳拔覀兊陌l(fā)展方向是對(duì)流可分辨的集合預(yù)報(bào)。”她說(shuō)，這正在成為新一代數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的重要部分。 除了數(shù)值模式改進(jìn)和研發(fā)客觀預(yù)報(bào)方法之外，對(duì)暴雨預(yù)報(bào)能力精準(zhǔn)提升和服務(wù)精細(xì)的另一個(gè)焦點(diǎn)，放在了像陳濤這樣長(zhǎng)期“釘”在值班室的預(yù)報(bào)員身上。 現(xiàn)階段專家型預(yù)報(bào)員需要對(duì)暴雨形成過(guò)程具備敏銳深邃的洞察力，從海量觀測(cè)和預(yù)報(bào)信息中分析預(yù)報(bào)關(guān)鍵影響系統(tǒng)及其與未來(lái)暴雨發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和降水量的關(guān)聯(lián)，及早發(fā)現(xiàn)天氣系統(tǒng)預(yù)報(bào)偏差，凝練關(guān)鍵預(yù)報(bào)因子，借助各類現(xiàn)代化預(yù)報(bào)技術(shù)，最終形成對(duì)重大暴雨過(guò)程的正確預(yù)報(bào)意見(jiàn)。 李澤椿還很關(guān)心面向公眾和決策者的科普：“