自今年6月份進入汛期以來,我國各地不斷出現強降雨、強對流等天氣現象,北方高溫地區的範圍較去年也明顯增大。據統計,今年6月1日至8月2日,我國有355個氣象站點達到了極端高溫事件標準,67個站點日降水量達到了極端強降水事件標準。國家氣候中心實時發佈的“極端天氣氣候事件監測快報”,也在不斷地提醒著人們注意對極端天氣氣候事件的防範。
極端天氣氣候事件頻繁地出現在人們的視野中,那麼,今年的極端天氣氣候事件又到底是怎麼回事呢?
突降大雨就是極端天氣?
8月4日,石家莊市遭遇強降水天氣,一棟二層建築物在雨中遭雷擊坍塌,造成17人死亡、3人受傷。這種突如其來的惡劣天氣給人們的生産生活造成了嚴重影響,所以習慣性地被稱為高影響災害性天氣。但是這種天氣到底算不算極端天氣氣候事件?它跟正常的夏季降水之間又有什麼差別?
對此,中國氣象局國家氣候中心預測室主任張強解釋:“某一天的大降水,如果對人類、對社會造成了很大的影響,可以叫作高影響天氣氣候事件,也可以稱極端天氣氣候事件,但是如果這種降水量強度在歷史上經常出現的話,就不能算是極端天氣氣候事件。極端天氣氣候事件一定要跟歷史上類似事件比較,所謂極端就是出現概率小的意思。如果極端事件按照歷史同日同周或同月去比較,這樣算出的極端事件就很多了,但意義不是太大,因為氣候本身就有一個波動。今年出現在8月4號,去年也可能是8月3號或者別的日期。”
張強進一步解釋,極端天氣氣候事件主要是看對人類的影響。但是影響的概念比較模糊,大都是憑感覺,損失比較大的、比較嚴重的稱之為極端天氣氣候事件。
目前國家氣候中心發佈的監測快報中,指的基本都是極端氣候事件而不是天氣事件,未來也要發佈極端天氣事件,如何確定客觀的定量標準比較困難。極端氣候事件的標準閾值是根據百分位法確定的:即對某一事件的氣候標準年內的歷年最大值序列從小到大進行排位,定義序列超過第95百分位值為極端多(高)事件,小于第5百分位值為極端少(低)事件。張強舉例説:“比如氣溫,如果第95百分位的值為39度,而我們預測到北京今天的溫度要超過39℃,我們就認為可能要發生極端高溫事件。”
極端天氣、氣候事件監測快報目前還只是監測降水、高溫、低溫等氣象要素事件,像乾旱、颱風、大風、大霧、雷電雷暴等氣象災害事件還沒有開展。“這些災害性事件如何定量確定其極端,還有很大爭議,我們正在研究。”張強説。
頻發與全球氣候變暖有關
張強告訴記者,極端天氣氣候事件的發生是天氣氣候週期變化的結果,極端天氣的發生和某一個時段的環流異常或海溫異常有關。但近幾年高溫、強降水事件頻繁發生是氣候長期變化的過程,它與大的氣候背景有關,就是全球氣候變暖。“但氣候變暖影響並不是所有的極端事件都增加了,有的事件也在減少。”
從溫度來説,隨著全球氣候的變暖,極端的高溫事件增多了,但低溫事件是減少的。張強説:“北京以前冬季零下20多度的情況很多,現在很少見了。”
從降水來説,全國的強降水可能增加了。“因為溫度升高,大氣的對流活動加強。強降水、冰雹等天氣會多一點。”張強解釋道。
從大風、沙塵暴來看,發生的頻率也是減少的。張強説“從目前監測到的數據來看,高緯度變暖的速度比低緯度更快。南北的溫差在變小。溫差小了,氣壓梯度就會小,冬春季大風相應的就會小。”
沙塵暴從歷年的曲線圖看也是減少的,張強介紹,“沙塵暴的發生除了與地面狀況、植被覆蓋(樹木、草地)有關,更重要的因素是動力的作用即大風,才能把沙塵颳起來。”大風減少了,沙塵暴自然也就減少了。
繼續完善預測模型
極端天氣、氣候事件的防禦工作要依賴於預測水平的提高。目前國家氣候中心的氣候預測採用的是統計與動力數值模式相結合的方法。數值預報模式相當於一個物理過程的數學方程的組合,把每天所有觀測到的天氣要素資料通過同化系統,輸入到模式裏解方程。即通過數學的方式把大氣運動規律刻畫出來,統計計算未來天氣氣候的變化。
“但是用數學方法解方程的時候,如果完全按照理論來解是很難的。”張強説,“時間越長,數學模型的誤差越大。這就是為什麼我們的天氣預報一般能力都在七天之內,超過七天預報準確率將大大降低。”
整個大氣的運動規律不僅僅是自身完成的,也受太陽、陸地、海洋、冰川等因素的影響。要做到盡可能描述真正的大氣演變規律,就要把海洋、陸地、植被、人類活動、溫室氣體等各種要素的監測數據都放進不同的數值模式然後進行耦合。
張強透露,國家氣候中心預測工作最初用的是大氣模式,現在用大氣和海洋模式,也正在發展多圈層氣候系統模式,在未來兩年就會慢慢投入業務使用了。
為了減少極端天氣氣候事件給社會帶來的損失,在提高預測水平的同時,我們也要做好防禦工作,以更好的應對極端事件的發生。對於現有的城市設施來説,如果已經不能適應氣候變化,極端天氣氣候事件頻繁發生,政府應該投資進行改造,例如城市道路下水管道的鋪設。張強説:“每個城市因氣候的差異每小時降水量是不同的,可能有的設施當初設計標準低,就不能適應變化的降水強度了,不能夠及時地把水排出去。”
此外,對於未建的重大工程項目或城鎮規劃,他建議要開展氣候可行性論證工作。今年1月1日開始施行的《氣候可行性論證管理辦法》明確規定了氣候可行性論證活動的各項內容。“要根據當地的氣候條件來進行設計和規劃。比如建高樓,要論證它的風壓、風切變、溫度、降水強度等。”張強説。