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极端、罕见!华北强降雨到底有多强?

来源:生态中国网 时间:2023-08-02 20:09:40

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时隔 11 年,最高级别的暴雨红色预警再次被拉响——从 7 月 29 日开始,中央气象台连续三天发布红色预警,提醒京津冀等地会出现的极端降雨情况。31 日,北京水文总站升级发布洪水红色预警。


这几日来的强降雨,让华北多地出现断电断联情况。大量求助信息涌现在网络上:“家里老人失联了,那边信号不通”“从凌晨两点往后全村失去联系,停电停网至今”“一层已淹没,没水没电没吃的”。


尽管曾多次直面暴风雨,但面对此次华北“最强降雨”,中央气象台首席预报员马学款也坦言“极端”“罕见”。


华北暴雨到底有多强


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根据中央气象台的统计,华北地区强降水从7月29日陆续开始,直至8月1日,降水过程持续时间超过72小时。


马学款介绍,此次强降水横扫河北、北京、天津、山西、河南、山东等省份大范围地区。


7月29日8时至8月1日17时,此次过程区域内最大降水量1003.3毫米(河北临城县),最大小时降水量111.8毫米(北京丰台区,2023年07月31日11时);25站突破月极值,16站突破历史极值,主要出现在山东、河北、河南等省份;50毫米、100毫米以上站数分别为5726、3506个,50毫米、100毫米以上降雨面积分别为31.9、17.4万平方公里。


北京市防汛抗旱指挥部副指挥刘斌在接受央视采访时,这样形容这轮降水的强度:“相当于第一天下了一个‘7·21’的暴雨,结果第二天又下了一个 160 毫米、180 毫米,门头沟区是第二天下了 200 毫米这样的量级。”


这让北京的霞云岭、斋堂,河北顺平、满城等多个国家气象观测站的日降水量突破了历史极值。像河北保定站的单日 285 毫米的降水量,更是打破了该站 1963 年 8 月以来保持多年的极值纪录,而那场暴雨持续了多天。


暴雨肆虐之下,北京、天津等多地的河流水位持续上涨,并导致了山洪和泥石流的爆发,冲毁了多座桥梁,其中包括了卢沟桥旁边的小清河桥。北京甚至第一次动用了 1998 年建成的滞洪水库蓄洪。


位于太行山南部的临城赵庄梁家庄,在这 3 天时间内,降雨量达到了惊人的 1008.1 毫米,近乎当地两年的降雨量,其中有 24 小时就承接了 685.5 毫米;内丘獐么乡,同处太行山脉南段,被称为“中国大陆持续暴雨极值中心”,而此次的雨量也达到了 800 多毫米,仅次于 1968 年 8 月的那场七日降雨 2051 毫米的历史极值。


受强降雨影响,海河流域发生流域性较大洪水,其中子牙河、永定河、大清河相继发生编号洪水。北京永定河及支流清水河、拒马河及支流大石河,河北滏阳河支流北澧河,山西滹沱河支流松溪河等16条河流发生超警以上洪水,其中松溪河、北澧河、拒马河、大石河等4条河流超保0.35米至2.33米,永定河及支流清水河、拒马河支流大石河等6条河流发生有实测记录以来最大洪水。


据了解,截至8月1日12时,河北省受灾人数已超54万,北京44673人受灾,共转移受威胁群众12.7万人,已致11人遇难,27人失联,灾害造成的经济损失正在统计中。


多重因素叠加形成极端降雨


专家表示,台风、“高压坝”、地形等多重因素叠加形成了本次极端强降雨。


从20世纪起,北方几次持续性强降水在发生之前或发生时,盘旋于海上或北上的热带气旋,都会被气象专家注意到。这次也不例外:7月28日9时55分,今年第5号台风“杜苏芮”在福建省晋江市沿海登陆,其残余环流于29日夜间进入河南,继续北上。


专家介绍,台风作为庞大的天气系统,其水平尺度约为几百公里至上千公里,裹挟着大量的热量和水汽。“杜苏芮”就是如此,它携带了大量水汽,补给也很充足——其东侧存在的副热带高压使二者之间气压梯度变得很强,京津冀地区东风、东南风显著增强,水汽一路畅通无阻向北输送。


此外,位于西太平洋上的台风“卡努”也生成发展,较强的东南风远距离将“卡努”附近的水汽源源不断地输送到华北平原。在华北东部的海上,副热带高压盘踞西伸,西部则存在一个高压脊逐渐东移,7月29日晚京津冀北侧副高与大陆高压打通,在华北北部形成了“高压坝”,拦住“杜苏芮”北上的脚步,使暴雨天气长时间在京津冀徘徊。


与此同时,太行山和燕山地形的阻挡也给此次强降雨进一步“加持”,当携带水汽的东风和东南风被太行山山脉阻隔,发生了激烈交锋,太行山脉与东风急流正交,水汽受地形阻挡抬升,集中在沿山和山前地区形成极端强降水。处于沿山地带的河北临城和北京门头沟、房山等地成为暴雨最猛烈的地区。


中央气象台预计,8月1日,华北极端强降雨开始减弱,局地仍有中到大雨乃至暴雨。“未来几天,整个华北北部,包括河北中北部、北京、天津这一带,阵雨、雷阵雨天气较多,且局地对流较强,可能还会出现局地暴雨。”马学款说,虽然降水总体在减弱,但受前期强降水影响,次生灾害具有滞后效应,未来一段时间仍需高度警惕。


暴雨正变得愈发凶猛叵测


虽然目前对今年第5号台风“杜苏芮”的研究还没有到足以下定论的阶段,但过往的研究大都指向同一条线索:气候变化推高温度,提高全球出现更激烈暴雨、以及危害更为严重的几率。


在去年席卷巴基斯坦的洪水造成1700人死亡、800万人撤离家园后,世界气候归因组织的研究指出,在巴基斯坦受灾最严重的区域,气候变化使得降雨的强度提高了75%;同样在去年飓风伊恩袭击古巴和美国南部区域后,研究人员指出气候变化使得降雨量提高了10%。


这个现象背后的逻辑并不难理解。随着温度的提升,蒸发效应也会加剧,就像夏天晒衣服会比冬天干得更快。与此同时,温暖的空气也能吸收更多的水分,并在全世界洒下更多的雨水。


根据气候行动追踪组织的数据,与工业化前时期相比,地球的平均温度大致已经提升1.3摄氏度,到2100年升温幅度将达到2.7摄氏度。一般来说,大气层每升温1摄氏度,就能扩容7%的水蒸气储量。


虽然看上去仅仅多了几个百分点,但有关降雨的问题是,下雨这件事情并不是平均分配的。人类手头的数据大致能显示全球气温存在相关一致性,但降水数据的巨大变量使得预测本身困难重重。


哥伦比亚大学的水资源中心主管Upmanu Lall表示,由于气候变暖,降雨的情况每一年都在改变。由于历史数据中降雨量的变化非常大,很难从中看到清晰的信号。即便如此,科学家们能够看懂的信号依然令人焦虑。


美国国家气候评估中提及,自1901年以来,美国大部分地区的大降雨在强度和频率上都有所增加,并预计在本世纪将继续增加。


多少可能令人意外的是,在地球降水增加的同时,干旱的风险也在同步提升,而且两者有着同样的原因。


美国罗格斯大学的大气科学教授Anthony Broccoli表示:“接下来我们可能会看到更严重的降水,但夹在大雨之间的干旱也会更加漫长。随着气候变暖,旱季水分的蒸发也会变快。”例如在美国的缅因州,农民原来都是靠下雨灌溉植物的,但现在不得不投资灌溉设备度过旱季。


面对更加不稳定的降雨环境,人类社会也在努力做准备。例如一些社区正在将道路换成能够透水的表面,这样不仅能减少洪水的风险,也能更好地应对旱季。当然,在出现“一天之内下了一整月雨”的情况下,这种方案能起到的作用就相当有限了。


极端天气的幕后推手


过去的7月,高温天气横扫北半球多国,还在印度两个邦造成上百人死亡;加拿大有的地区气候干旱、野火频发,而有的地区气温就像过山车,暖气和空调无缝衔接;西班牙今年春天的气温创造了历史纪录,而法国2/3的地下水低于正常水位;南非近期遭暴雨袭击,而肯尼亚正在经历干旱……


除了高温、暴雨外,全球科学家们也在充满不正常现象的7月,看到了未来更加动荡的画面。


根据官方数据,地球南极的海洋冰面正处于历史低位,北大西洋的海面温度正在以非常大的幅度“爆表”,美国南佛罗里达州海岸的水温已经达到难以理解的水平,令美国大陆唯一的活珊瑚礁屏障陷入灭绝的风险。


美国西北太平洋国家实验室的科学家Claudia Tebaldi对此解读称:“一方面,我们早就知道这样的事情会发生。然而,特别是今年,看起来是如此极端......异常的规模令人惊讶。”


联合国数据显示,过去30年中,极端天气事件的数量出现了“惊人地增长”。美国全国公共广播电台(NPR)指出,气候变化是更多的极端天气“叠加”出现的推手。美国国家海洋和大气管理局警告说:“极端天气事件的风险不断增大,它正在影响世界的每一个角落。”


伦敦帝国学院气候变化与环境研究所的Friederike Otto教授表示,如果我们继续使用化石燃料,未来将出现更多的极端天气。他们的研究显示,像今年这样的高温浪潮在北美每15年、南欧每10年、中国每5年发生一次。然而,如果地表温度同19世纪末相比增加2摄氏度,30年后以上地区每2至5年将发生更为严重、更频繁的极端天气。


而极端天气不仅会造成人员伤亡,还会给各国的经济发展、粮食安全、水资源以及能源安全等带来严重影响。以美国为例,去年,该国遭遇18起重大灾害以及一系列的风暴、洪水、火灾和干旱,造成了约1650亿美元的损失,成为自1980年有记录以来此类灾害损失第三高的一年。据法新社6月14日报道,欧洲环保署表示,1980年以来,欧洲的极端天气已造成近19.5万人死亡,造成的经济损失超过5600亿欧元。还有研究显示,从今年开始的厄尔尼诺现象可能会在未来5年给全球经济造成高达3.4万亿美元的损失。


研究表面,一旦地球不断变暖,未来预计将看到越来越多的极端天气事件。美国斯坦福森林环境研究所所长克里斯·菲尔德(Chris Field)对美国全国公共广播公司(NPR)指出,人们需要明白的是,这并不是一个新的气候平衡,预计未来气候变化加剧,这些极端天气事件的严重程度和频率就会不断增加。


谈及极端天气事件是否已成为人类生活的新常态,奥托表示不同意这种说法,“这还不是‘新常态’。现在还无法确定所谓‘新常态’是什么,(从积极的角度来看)也许一旦人们停止燃烧化石燃料,那时的样子才会成为‘新常态’,但现在人们的气候行动距离这个目标还很远。”


“即使我们将温度暂时控制住,极端天气事件发生的趋势也不过是暂时稳定下来,如果想减少极端天气事件,我们真正要做的是将温度降下来。”菲尔德补充道,首要的是停止燃烧化石燃料,减少包括来自农业、制造业等其他领域的二氧化碳排放。在此之后,需要消除大气中积累的温室气体。最好、最安全的方法是种植更多的森林,更好地照顾农业和草地土壤。重要的是在减少二氧化碳排放的同时,开始在消除二氧化碳方面进行投资。


就目前来看,人们要走的路还很长,剩下的时间窗口却很短。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出,除非人类从根本上改变出行、发电和生产食物的方式,否则全球平均气温将上升超过3℃,由此引发的灾难甚至会让今年的极端事件显得温和。科学家认为,唯一的问题在于,“闹钟到底要多响,才能让人们清醒过来?”


人为造成的气候变化越来越突出,这是否为我们敲响了警钟:“地球已经难负重荷!我们能为自己、为子孙、为这个赖以生存的地球做些什么?”


小编在此总结几条,每个人做一点小事,就能拯救我们的地球。


1.外出尽量使用公共交通工具,提倡使用自行车等绿色出行方式。


2.使用绿色能源,LED灯,安装太阳能、风能设施。


3.随手关灯,关掉不立刻使用的电器,节省待机用电。


4.节约用水,提倡再利用,随时关水龙头。


5.外出购物,使用可重复使用的购物袋,避免使用塑料袋及一次性塑料制品。


6.提倡健康饮食,倡导健康膳食结构(或素食)和健康的生活方式。


7.理性消费木制品,提倡每人每年种一棵树,或认养树木。


世界各地的极端天气灾害揭示了这样的事实:全球没有完全准备好应对气候变化带来的冲击,同时气候变化带来的灾害谁也没法逃避,即使是如北美及欧洲这些富裕国家。


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