酷暑難熬，高溫?zé)崂伺c極端暴雨頻發(fā)。北京遭遇持續(xù)147小時(shí)的降雨，臺(tái)風(fēng)“竹節(jié)草”給江浙帶來(lái)強(qiáng)降雨，川渝地區(qū)持續(xù)“桑拿天”。

隨著全球氣候變暖，我們還將面臨更頻繁、廣泛、強(qiáng)烈且并發(fā)的極端天氣事件。以極端降雨為例，其精準(zhǔn)預(yù)報(bào)難度大。如果無(wú)法苛求極為精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)，預(yù)警鏈如何有效運(yùn)轉(zhuǎn)才能將災(zāi)害損失降到最低？

北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授張慶紅接受專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)指出，造成這次夜間強(qiáng)降雨的天氣系統(tǒng)是密云地區(qū)一個(gè)突發(fā)的中尺度對(duì)流系統(tǒng)，其生成后移動(dòng)慢，造成了局地持續(xù)性強(qiáng)降水。這種空間尺度較小的突發(fā)性對(duì)流系統(tǒng)可預(yù)報(bào)性較低。相比之下，像臺(tái)風(fēng)這樣空間尺度較大、生命史較長(zhǎng)的非突發(fā)性天氣系統(tǒng)，很早就可以用衛(wèi)星等觀測(cè)工具捕捉到。

她還提到，2021年鄭州“7·20”特大暴雨的研究表明，即使再發(fā)生一次，以目前的科學(xué)發(fā)展水平也很難預(yù)測(cè)具體哪個(gè)小時(shí)將在鄭州降下201.9毫米的雨水。今年5月到7月，張慶紅參加了一個(gè)美國(guó)的大型冰雹觀測(cè)計(jì)劃。兩個(gè)月時(shí)間里，每天早上做預(yù)報(bào)，結(jié)果是，一共預(yù)報(bào)了24個(gè)冰雹日，大概5~7次地面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冰雹。這已是目前世界高水平的預(yù)報(bào)，仍然存在不確定性。

極端降水的可預(yù)報(bào)性受限于當(dāng)前的觀測(cè)系統(tǒng)、天氣預(yù)測(cè)模型以及天氣系統(tǒng)本身的動(dòng)力過(guò)程。觀測(cè)系統(tǒng)的誤差來(lái)自設(shè)備本身和空間分布引起的代表性誤差。即使觀測(cè)系統(tǒng)和天氣預(yù)報(bào)模型完美，極端降水的可預(yù)報(bào)性仍受其本身的非線(xiàn)性等動(dòng)力過(guò)程約束。大氣溫度升高，可以容納更多水汽，導(dǎo)致更強(qiáng)的降雨，使大氣的不穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而降低可預(yù)報(bào)性。

北方地區(qū)夏季暴雨主要受大氣環(huán)流影響。張慶紅和她的學(xué)生統(tǒng)計(jì)了1979年—2021年發(fā)生在華北平原的大氣環(huán)流型，歸納出9個(gè)類(lèi)型。其中T8型在夏季出現(xiàn)的可能性大，歷史上在北京地區(qū)已引發(fā)多次極端強(qiáng)降雨。副熱帶高壓偏北時(shí)，華北地區(qū)較強(qiáng)的氣壓梯度力驅(qū)動(dòng)西南風(fēng)或東南風(fēng)，帶來(lái)更多水汽，形成類(lèi)似碗底的地形，導(dǎo)致持續(xù)降雨。

全球變暖使極端天氣事件頻率增加、強(qiáng)度增強(qiáng)。但具體到某一次極端天氣，比如這次北京極端降水是否由全球變暖引發(fā)，仍有爭(zhēng)議。全球變暖導(dǎo)致局地大氣環(huán)流變化，如美國(guó)西雅圖和溫哥華冬季降雨模式的變化。副熱帶高壓平均位置可能已經(jīng)北移，導(dǎo)致北半球雨帶北移。全球持續(xù)變暖，大氣中的不穩(wěn)定能量會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，觸發(fā)更強(qiáng)的極端降水，包括龍卷風(fēng)、冰雹等。

張慶紅認(rèn)為，大氣科學(xué)與民生密切相關(guān)，公眾有必要參與大氣科學(xué)研究。她曾發(fā)起“冰雹換瑪瑙”活動(dòng)，收集冰雹樣本。這些冰雹凍結(jié)了許多大氣信息，有助于未來(lái)更精準(zhǔn)預(yù)報(bào)冰雹大小。

應(yīng)對(duì)極端天氣，全社會(huì)需協(xié)同合作，政府、科研機(jī)構(gòu)、媒體和公眾缺一不可。城市排水能力應(yīng)考慮全球變暖因素，更新建設(shè)理念。對(duì)于已建成的城市，硬件改善困難，軟件建設(shè)尤為重要，如特大暴雨預(yù)警時(shí)轉(zhuǎn)移預(yù)案的敏捷啟動(dòng)。公眾在預(yù)警鏈條的所有環(huán)節(jié)都可以扮演重要角色，提供最新大氣觀測(cè)和災(zāi)情實(shí)況，幫助決策者作出正確決策，并驗(yàn)證各種預(yù)報(bào)模型。