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未來(lái)的極端暴雨會(huì)越來(lái)越多嗎?解讀來(lái)了
2023-08-04 07:51:24 來(lái)源:觀察網(wǎng) 編輯:

華北這兩個(gè)月可謂過(guò)得“跌宕起伏”,創(chuàng)下區(qū)域歷史同期最漫長(zhǎng)極端高溫天氣的 6 月剛走不久,7 月又在這里唱響了“就讓這大雨全都落下”。

從7月29日起,華北、黃淮一帶的很多地區(qū)都出現(xiàn)了暴雨,局地出現(xiàn)特大暴雨。7月29日20時(shí)—8月1日11時(shí),北京市平均降水量達(dá)到263.8mm,全市最大降水量出現(xiàn)在昌平王家園水庫(kù),達(dá)到744.8mm。7月29日8時(shí)—8月1日7時(shí),臨城趙莊梁家莊站累計(jì)降水量更達(dá)1003毫米,降下“一年半”的雨。圖片來(lái)源:國(guó)家氣候中心及中央氣象臺(tái)

京津冀降水實(shí)況(7月29日8時(shí)—8月1日7時(shí))圖片來(lái)源:河北天氣

其實(shí)每年的 7~8 月都是華北地區(qū)的雨季,為什么今年的暴雨有如此大的陣仗呢?想必大家都知道,今年是受到了臺(tái)風(fēng)的影響。

不知道大家是否還記得 2021 年的鄭州 “7.20” 特大暴雨,當(dāng)天鄭州的最大小時(shí)降雨量達(dá) 201.9 毫米,突破我國(guó)小時(shí)降雨量歷史極值。而當(dāng)時(shí)的極端暴雨也有臺(tái)風(fēng)“幫兇”,太平洋臺(tái)風(fēng)“煙花”和南海臺(tái)風(fēng)“查帕卡”源源不斷向河南省輸送水汽,再疊加異常偏北的副熱帶高壓等其他要素,才使得“千年一遇”的暴雨出現(xiàn)。

鄭州“7.20”特大暴雨的兩大臺(tái)風(fēng)“幫兇”。圖片來(lái)源:中國(guó)天氣

今年華北暴雨的情況有些類似。

第5號(hào)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”7月28日登陸福建,攜帶充沛的水汽持續(xù)北上,帶來(lái)了沿路十余省的降水,并在副熱帶高壓的控制下徘徊在華北黃淮一帶。緊接著,第6號(hào)臺(tái)風(fēng)“卡努”就在7月30日加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng),8月1日加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

來(lái)勢(shì)洶洶的“卡努”在本輪暴雨中為奔波千里的“杜蘇芮”持續(xù)提供遠(yuǎn)程水汽輔助,結(jié)合副熱帶高壓外圍水汽,在京津冀西邊的太行山脈的阻擋下穩(wěn)固在華北,帶來(lái)持續(xù)的暴雨,并受地形抬升作用,導(dǎo)致了山區(qū)的極端暴雨。

總之,雙臺(tái)風(fēng)結(jié)合副熱帶高壓外圍的充沛水汽供應(yīng)鏈+副熱帶高壓的停滯+地形,三方“合作”,“幫助”暴雨“打下了”華北這片江山,并一舉拿下紅色警告牌。最終引發(fā)了山區(qū)泥石流、山體滑坡等山洪災(zāi)害以及城市內(nèi)澇。

本輪暴雨天氣形勢(shì)圖。圖片來(lái)源:中央氣象臺(tái)

厄爾尼諾:我不一定會(huì)使臺(tái)風(fēng)更多更強(qiáng)

目前赤道中東太平洋已經(jīng)進(jìn)入厄爾尼諾狀態(tài),強(qiáng)度達(dá)到中等偏上,海溫依然在持續(xù)上升,大概率會(huì)持續(xù)到冬季。

遠(yuǎn)在赤道的厄爾尼諾會(huì)影響此次的暴雨天氣嗎?

海表溫度變化(厄爾尼諾關(guān)鍵區(qū)用黑框標(biāo)出)。圖片來(lái)源:美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局,NOAA

厄爾尼諾關(guān)鍵區(qū)看上去離我們挺遠(yuǎn),但是它卻可以通過(guò)影響季風(fēng)和西太平洋副熱帶高壓間接影響我國(guó)天氣,容易帶來(lái)南澇北旱的格局,并會(huì)在一定程度上影響我國(guó)臺(tái)風(fēng)的頻率、強(qiáng)度和軌跡。

我國(guó)沿海位置對(duì)應(yīng)的西北太平洋是全球最活躍的臺(tái)風(fēng)生成地,幾乎占世界每年生成數(shù)量的三分之一。在厄爾尼諾年,東太平洋海溫異常偏高,西太平洋海溫偏低,副熱帶高壓和夏季風(fēng)偏南偏強(qiáng),下沉氣流盛行,對(duì)流活動(dòng)受到抑制。對(duì)流活動(dòng)的強(qiáng)弱影響海氣相互作用過(guò)程中提供給大氣的熱量和水汽,而這對(duì)臺(tái)風(fēng)的生成和發(fā)展十分重要。

因此,在厄爾尼諾年,臺(tái)風(fēng)生成及在我國(guó)沿海登陸的數(shù)量均較正常年份偏少。同時(shí),臺(tái)風(fēng)源區(qū)向東南方向移動(dòng),會(huì)使得臺(tái)風(fēng)在登陸前向西北方向傳播的路徑延長(zhǎng),生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)。因此,登陸強(qiáng)度總體偏強(qiáng)偏北。

但厄爾尼諾只是影響我國(guó)氣候變化的主要因素之一,而非主導(dǎo)要素,它的發(fā)生并不意味著某種特定氣象異常的出現(xiàn)。每一次厄爾尼諾產(chǎn)生的影響,都會(huì)隨著發(fā)生時(shí)間、區(qū)域的變化產(chǎn)生極大的差異。因此,具體到某一次臺(tái)風(fēng)的出現(xiàn)和影響,還需要結(jié)合具體的天氣形勢(shì)進(jìn)行分析。

本輪暴雨中,雙臺(tái)風(fēng)的生成發(fā)展會(huì)受到厄爾尼諾的潛在影響,但影響機(jī)制還得等這次暴雨過(guò)后科學(xué)家的具體分析。

厄爾尼諾事件在北半球冬季和夏季的影響。圖片來(lái)源:美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局,NOAA

臺(tái)風(fēng)的未來(lái):越來(lái)越多還是越來(lái)越極端?

值得憂心的是,在氣候變暖的背景下,對(duì)比過(guò)去幾個(gè)世紀(jì),近 30 年來(lái)厄爾尼諾發(fā)生頻率大大提升,其氣候影響將顯著增強(qiáng),未來(lái)可能會(huì)造成更大的氣候?yàn)?zāi)害。

發(fā)表在 Scientific Reports 上的一份研究指出,2010~2019 年,強(qiáng)臺(tái)風(fēng)傾向于在中國(guó)東南部登陸,強(qiáng)度更強(qiáng),登陸位置向北移動(dòng)。也有研究稱,未來(lái)全球強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的數(shù)量和比例將增加。

另外,1949~2016年,這 70 年里,臺(tái)風(fēng)的平均移速減慢了 10%。雖然臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)速度減慢了,但風(fēng)速?zèng)]有絲毫減弱,這將使得臺(tái)風(fēng)在區(qū)域滯留時(shí)間更長(zhǎng),降水量顯著增加,帶來(lái)更大的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。此外,氣候變暖增加了臺(tái)風(fēng)達(dá)到 3 級(jí)或更高級(jí)別的可能性。1979~2017 年間,臺(tái)風(fēng)發(fā)展為 3 級(jí)或更高級(jí)別臺(tái)風(fēng)的可能性增長(zhǎng)速率達(dá)8%/10年。

也有研究量化了 21 世紀(jì)后期,中國(guó)東南沿海人為變暖對(duì)臺(tái)風(fēng)引起的損害的影響。研究發(fā)現(xiàn),如果在 RCP8.5(即無(wú)氣候減緩政策,溫室氣體濃度持續(xù)增加)的高排放情景下,21 世紀(jì)末,該地區(qū) 2013~2019 年的 10 次超級(jí)臺(tái)風(fēng)與歷史模擬相比,登陸強(qiáng)度平均增加 12%±4%,降雨量增加 25%±23%,經(jīng)濟(jì)損失增加 128%±70%。

即使在較低排放的 RCP4.5 情景(即具有一定政府干預(yù),總輻射強(qiáng)迫在 2100 年穩(wěn)定在 4.5W/m2),浙江、福建、廣東和海南(東南沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)多發(fā)的 4 個(gè)省份)到21世紀(jì)末的臺(tái)風(fēng)損失預(yù)估也將分別增加 71%、170%、20% 和 85%。

10個(gè)超級(jí)臺(tái)風(fēng)在歷史和未來(lái)氣候條件下的直接經(jīng)濟(jì)損失(CPI-2013調(diào)整損失)。

(a) 10次超級(jí)臺(tái)風(fēng)歷史模擬的直接損失估計(jì)。(b) CMIP5平均RCP8.5相對(duì)于歷史估計(jì)值的直接經(jīng)濟(jì)損失預(yù)估變化。(c) CMIP5平均RCP4.5相對(duì)于歷史估計(jì)值的直接經(jīng)濟(jì)損失預(yù)估變化。(d)相對(duì)于歷史估計(jì),HiFLOR RCP4.5直接經(jīng)濟(jì)損失的預(yù)測(cè)變化......圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1]

而類似于今年這種同一個(gè)洋盆中多臺(tái)風(fēng)同時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象(熱帶氣旋群發(fā)事件,在西北太平洋稱為多臺(tái)風(fēng)事件),對(duì)西北太平洋而言,未來(lái)雖然頻次明顯減少,但該地區(qū)和國(guó)家在短時(shí)間內(nèi)遭受多個(gè)臺(tái)風(fēng)襲擊的可能性會(huì)明顯增加,對(duì)華南沿岸、東太平洋沿岸、墨西哥灣沿岸以及非洲西岸的威脅可能增大。由于其持續(xù)和累積的影響超出了單個(gè)熱帶氣旋的影響,可能導(dǎo)致更為極端的降水、大風(fēng)和風(fēng)暴潮。

預(yù)測(cè)未來(lái)熱帶氣旋群發(fā)事件頻率(a、d、g)、持續(xù)時(shí)間(b、e、h)和比值(熱帶氣旋群發(fā)事件發(fā)生頻率與s所有臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率之比)的變化;CMIP6-HighResMIP模式的(c、f、i)在北太平洋西部(WNP)(上)、北太平洋東部(ENP)(中)和北大西洋(NA)(下)上空。圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)2

海洋母親孕育了生命,也孕育了像厄爾尼諾/拉尼娜事件、臺(tái)風(fēng)活動(dòng)等性格不同的天氣氣候現(xiàn)象,及各種極端天氣氣候事件。更好地理解海洋和預(yù)測(cè)海洋,在氣候變化影響日益加重的今天尤為重要,但遺憾的是,我們對(duì)這一過(guò)程的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

1940~2023年7月前23天的平均氣溫。圖片來(lái)源:聯(lián)合國(guó)氣象組織

隨著“全球變暖時(shí)代”的結(jié)束和“全球沸騰時(shí)代”的到來(lái),極端天氣可能成為我們未來(lái)生活的新常態(tài),在愈發(fā)難以預(yù)測(cè)的天氣下,如何積極適應(yīng)可能成為我們新的必修課。

參考文獻(xiàn)

[1]Huang, M., Wang, Q., Liu, M. et al.Increasing typhoon impact and economic losses due to anthropogenic warming in Southeast China. Sci Rep 12, 14048 (2022).[2]Fu, Z.-H., Zhan, R., Zhao, J., Yamada, Y., & Song, K. (2023). Future projections of multiple tropical cyclone events in the Northern Hemisphere in the CMIP6-HighResMIP models. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103064.[3]Feng, X., Li, M., Li, Y. et al. Typhoon storm surge in the southeast Chinese mainland modulated by ENSO. Sci Rep 11, 10137 (2021).[4]Zhou, Y. et al. Revealing the effects of the El Nino-Southern oscillation on, tropical cyclone intensity over the western North Pacific, from a model sensitivity study.Adv. Atmos. Sci.30(4), 1117–1128 (2013).[5]Kossin J P . A global slowdown of tropical-cyclone translation speed[J]. Nature, 2018, 558(7708):104-107.[6]Kossin J P, Knapp K R, Olander T L, et al. Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020,117 (22): 11975-11980.[7]Hu K , Chan J ,Gang H , et al. A train-like extreme multiple tropical cyclogenesis event in the Northwest Pacific in 2004[J]. Geophysical Research Letters, 2018.[8]李慧,宛霞,劉釗等.談?wù)勁c厄爾尼諾相關(guān)的那些事[N].中國(guó)氣象報(bào),2020-05-22.

策劃制作

出品 | 科普中國(guó)

作者丨半懶不懶 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所

監(jiān)制 | 中國(guó)科普博覽

責(zé)編丨一諾

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