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「先是旱災,馬上又澇災」,今年天氣為什麽這麽怪?

2024-08-16科學

2024 年 6 月,河南數次因為大旱登上熱搜。河南省應急管理廳防汛抗旱處表示,2024 年 5 月,河南省降雨量比正常情況少 70% 以上,且 50% 以上的氣象監測站點達到了中旱以上等級。2024 年 6 月 12 日河南 16 個地市監測到氣象幹旱達到重旱等級以上,並持續 10 天

圖片來源:國家氣候中心

河南:前半月旱災

後半月澇災

極度的幹旱下,是焦灼的農民和待哺的莊稼。在 2024 年 6 月 15 日夜裏和 6 月 20 日夜裏,河南部份地區終於等來明顯降雨,並於 2024 年 22 日解除了抗旱四級應急響應。正當大家以為久旱逢甘霖、旱情終於緩解之時,卻沒想到一波未平一波又起,一場新的危機已經暗中孕育。

圖片來源:河南氣象

2024 年 6 月中下旬到 7 月,隨著主雨帶北擡,河南迎來了數次暴雨,僅 7 月 14 日 8 時至 18 日 8 時,全省平均降雨量達到了 117.2 公釐,降雨量最大的社旗縣大馮營更是達到了 867.1 公釐。南陽社旗國家氣象觀測站 2024 年 7 月 15 日 20 時至 16 日 06 時降雨量達到 418.6 公釐,大幅打破當地日雨量紀錄。

7 月 17 日,河南已經處於重大氣象災害(暴雨)一級應急響應狀態。 2021 年河南鄭州特大暴雨剛過去3年,沈痛猶在,河南,又一次因為極端暴雨上了熱搜。

圖片來源:河南省氣象台

暴雨後的河南社旗縣村莊(圖片來源:央視新聞)

旱澇急轉

比單一旱澇災害更危險

從大旱到大澇,河南僅用了不到一個月的時間。

這是典型的旱澇急轉現象。旱澇急轉是指區域氣候在同一季節內旱澇交替出現的情形,即短期內降雨的劇烈變化和極度不平衡,包含旱轉澇事件和澇轉旱事件。

簡單來說,就是一定時間內降雨的不均勻分配,主要發生在春季、夏季及其交接期。相較於單獨發生的旱或者澇異常,這類 復合型事件雖然發生機率低,但對生產生活和防災減災等構成的威脅,更為巨大。

2011 年中國長江中下遊 5~6 月發生的旱澇急轉致使 3394.7 萬人受災,直接經濟損失 293.6 億元,為當年十大天氣事件之一。2023 年 6~7 月,華北地區降雨偏少,多地發生不同程度幹旱;8 月初,華北大部份地區出現極端暴雨,僅北京市有 129 萬人受災,33 人死亡,農作物受災面積達 1.5 萬公頃。

這種急速的變化不僅影響農作物生長。前期的持續幹旱會使得土壤水分流失,削弱吸水能力,在面對突如其來的暴雨時,雨水會更容易在地面聚集。帶來的地質災害滯後性效應,可能引發城市內澇、山洪及公路沿線邊坡塌方、滑坡等次生災害,因此 旱澇急轉雖然發生頻率低,但致災性往往排在前列

7 月

為什麽北方多暴雨?

其實不僅是河南,中國旱澇急轉事件時有發生,多集中在中國中東部和東北部,淮河流域、黃河流域和長江流域。

在這次河南被暴雨襲擊時,隔壁的山東也在「受苦受難」。2024 年 7 月以來,山東全省平均降雨量較常年同期偏多 392.9%。僅 7 月 6 日至 9 日,山東降雨量超過 250 公釐的站達 167 個,臨沂坊前鎮降雨量最大達 607.6 公釐,多地單日雨量打破歷史紀錄。

圖片來源:中國天氣

由於受季風氣候和復雜地理環境影響,氣象條件變化是重要的驅動因素。大氣環流形勢、海面溫度異常及暖濕氣流向北輸送異常耦合作用,都會影響旱澇急轉事件的出現。例如,長江中下遊、西南地區旱澇急轉主要與中高緯地區的高空西風、中低緯地區的西太平洋副熱帶高壓位置以及低緯度地區的水汽輸送條件有關系。

影響旱澇急轉的主要因素(圖片來源:參考文獻3)

為何我們總在 7 月聽到北方暴雨的訊息呢?這是因為受到西太平洋副熱帶高壓(簡稱「副高」)的影響,北方暴雨最容易發生在「七下八上」的防汛關鍵期。

圖片來源:中國氣象報

對 2024 年而言,疊加了全球暖化和聖嬰事件的影響,上半年北方地區(除東北之外)區域氣溫明顯偏高。隨著副高加強北擡,並維持在黃淮地區,西南暖濕氣流就隨著副高邊緣不斷向北輸送,形成河南一帶高溫高濕的形勢,又在這裏與來自北方的南下冷空氣(是的,即使在酷夏也有冷空氣南下)相遇,地形擡升結合截然不同脾氣的冷暖空氣打架,就容易產生暴雨並維持,造成了這裏的旱澇急轉現象。

未來

越來越多旱澇急轉現象

值得註意的是, 在氣候變遷的大背景下,中國旱澇急轉事件呈現增加態勢

1961-2021 年中國受旱澇急轉事件影響範圍及趨勢(圖片來源:參考文獻2)

一方面,隨著溫室效應增加,全球氣溫升高,導致地表蒸發加劇,中等強度降雨和弱降雨減少,導致幹旱風險增大。因此,未來遭受幹旱頻率和嚴重程度增加的區域總面積將隨變暖加劇進一步擴大。

20 世紀中葉以來極端熱事件的變化與歸因。(圖片來源:參考文獻4)

水迴圈示意圖(圖片來源:參考文獻5 )

另一方面,大氣保持水分能力增強,水迴圈將持續增強。全球暖化每增加 1℃,近地面大氣持水能力即增加約 7%。在全球尺度上,表現為總降雨量增加與降雨極端性增強,淹水風險增大。

20 世紀中葉以來強降雨事件的變化與歸因(圖片來源:參考文獻4)

進一步的,全球濕潤區(主要包括熱帶、季風區、中高緯地區)因總降雨增多而變得更濕潤的同時,降雨在時間上的分配也將變得更不均勻,幹濕時期間的波動將更劇烈。

這種區域性幹旱事件與極端降雨事件同時增多、增強的趨勢,導致未來更容易出現「大旱之後必有大澇」這種現象。

對中國而言,夏季旱澇急轉將更加頻繁,春季旱澇急轉將在中國大部份地區顯著增加。華北平原作為中國人口最稠密的地區,也是中國最大的農業產區,預計將有越來越多的旱澇急轉事件發生,且強度增強。

全球氣候變遷

把我們帶入與災害共存的時代

為什麽我們要將河南單拎出來講? 河南的苦與淚是千千萬萬中國受到極端天氣影響的人們,特別是農民的縮影。

河南作為產糧大省,貢獻著全國十分之一的糧食,是當之無愧的糧倉。糧食的收成更是直接決定著農民的生存。但位於南北過渡帶的它,總是既飽受水災又飽受旱災,遭遇了太多苦楚。

僅 2021 年 7 月中下旬河南省發生的極端強降雨就造成了全省 1453.16 萬人受災,302 人遇難,倒塌及損壞房屋累計 784265 間,直接經濟損失 1142.69 億元。

數位背後,是 6 月頂著高溫引水灌溉,拼命抗旱的人民,和 7 月無力地被一場場暴雨淹沒的田地。 極端天氣的增多是血淋淋的現實,它已經不是口號,確切地影響著千千萬萬人民的生存。

因為不僅是對河南而言,還是任何遭受極端天氣影響的地區而言,不僅是農村,大型城市的韌性建設也是必須要重視的。

暴雨中的河南(圖片來源:中國新聞周刊)

值得慶幸的是,中國一直堅持人民至上、生命至上的原則。在每一次極端災害發生後,都會在第一時間采取有效救援避險措施,幫助做好受災群眾基本生活保障等救災救助工作。

河南南陽社旗縣李店鎮青台村救援現場(圖片來源:央廣網)

隨著中國綜合防災減災能力的提升,即使極端災害在增加,受災人口也呈現出下降趨勢。

2002-2022 年逐年中國受災人口情況和中國直接經濟損失情況(圖片來源:參考文獻7)

但是我們仍要警醒,極端災害對中國,甚至全球造成的直接經濟損失並未因此顯著降低。 氣象災害將在很長一段時間內呈現出長期性、突發性、巨災性和復雜性 ,而對極端災害的準確預測依然困難。對個人而言,我們需要樹立極端天氣常態化的意識,提升防汛避險意識和自救互救能力,來適應氣候變遷帶來的嚴峻挑戰了。

參考文獻

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出品丨科普中國

監制丨中國科普博覽

作者丨半懶不懶 中國科學院大氣物理研究所

責編丨何通

審校丨徐來 林林