7月20日，河南遭遇罕見的極端強降雨天氣，造成人員傷亡，財產損失，城市內澇，農田積澇，山區山洪、地質災害風險陡增，鐵路、公路、民航交通受到嚴重影響。
災情讓人揪心，也讓人疑惑：河南雨勢如此猛烈，成因是什么？極端天氣近期在全球多地出現，背后有無共性原因？面對天災，我們能做些什么？
1 大陸高壓、西太平洋副熱帶高壓、臺風“煙花”等共同造成河南特大暴雨
7月17日以來，河南鄭州、焦作、新鄉、洛陽、南陽、平頂山、濟源、安陽、鶴壁、許昌等地出現特大暴雨，強降雨中心位于鄭州，最強時段集中在7月19日至20日。從7月17日20時到20日20時，鄭州的過程降雨量達到617.1mm，相當于三天下了以往一年的雨量。
此次河南暴雨具有累計雨量大、持續時間長、短時降雨強、極端性突出的特點。中央氣象臺首席預報員陳濤解釋稱，西太平洋副熱帶高壓(副高)、大陸高壓、臺風“煙花”等多種因素共同造成了河南持續特大暴雨過程，而非某種因素單獨影響。
大氣環流形勢穩定，降雨持續時間長。據河南省氣象臺副臺長蘇愛芳介紹，副高和大陸高壓分別穩定維持在日本海和我國西北地區，導致兩者間的低值天氣系統在黃淮地區停滯少動，河南中西部因此出現長時間降水天氣。目前，只有等臺風“煙花”更靠近我國后，環流形勢出現調整，截斷水汽來源，河南的雨才能停。
臺風遠程“操控”，水汽條件充沛。7月中旬，河南處于副高邊緣，對流不穩定能量充足；7月18日，臺風“煙花”在西太平洋生成并向我國靠近。“‘煙花’雖然還沒有登陸我國，但其北側和副熱帶高氣壓之間形成聯通氣流，持續向我國黃淮一帶輸送，在偏東風的影響下，大量水汽從海上向河南一帶匯集，再加上河南本地的地勢抬升，以及天氣系統穩定維持的效應，造成了此次河南特大暴雨集中的情況。”陳濤說。
地勢抬升，即地形原因。蘇愛芳表示，太行山區、伏牛山區特殊地形對偏東氣流起到抬升輻合效應，強降水區在河南省西部、西北部沿山地區穩定少動，地形迎風坡前降水增幅明顯，雨勢更強。
對流“列車效應”也是導致極端強降水的原因。“列車效應”是指多個風暴單體(雷雨云團)先后經過同一個地點，就像列車的不同車廂先后經過同一鐵軌一樣，間歇性的短時強降水將最終導致發生局地大暴雨或特大暴雨。
“在穩定天氣形勢下，中小尺度對流反復在伏牛山前地區發展并向鄭州方向移動，形成‘列車效應’，導致降水強度大、維持時間長，引起局地極端強降水。”蘇愛芳說。
2 此次暴雨過程河南省累計雨量最大值、一小時最大降雨量及日雨量都突破歷史極值
400mm等降水量線是我國一條重要的地理分界線，大致經過大興安嶺-張家口-蘭州-拉薩-喜馬拉雅山脈東南段一線，是我國半濕潤和半干旱區的分界線。河南地處400mm-800mm等降水量線區域，這意味著，它雨水并不充沛，降水相對不足。
歷史上，河南主要受干旱威脅，旱災多于雨災、澇災。但受季風性氣候影響，河南降水量時空分布不均，夏季也會發生強降雨，約占全年降水量的一半。當前，河南正好處于華北雨季和臺風季的雙重影響下。
7月20日16時到17時，短短1個小時內，鄭州的降雨量達到了201.9mm，超過中國大陸小時降雨量的歷史極值。巧合的是，此前的極值也發生在河南：1975年8月5日，河南林莊，小時降雨量為198.5mm。
新中國成立以來，河南曾出現過5次全省性的強降雨過程，其中1975年的“75·8”暴雨最猛烈。據中國天氣網氣象分析師張娟介紹，1975年8月5日至8日，受7503號臺風影響，河南暴雨中心泌陽縣林莊6小時雨量830.1mm，24小時雨量達到1060.3mm，3天雨量1605.3mm。
“通過比較可以看出，此次暴雨過程全省累計雨量最大值、一小時最大降雨量及日雨量都突破極值，均大于上述5次過程；日最大降雨量和6小時最大降雨量，則僅次于‘75·8’過程。”蘇愛芳說，按照河南省地方標準暴雨過程氣象強度評估規范，綜合考慮持續天數、過程范圍、最大日降雨量等指標，此次暴雨過程強度達到“特強”等級。
有人說，這次河南強降雨是“千年一遇”，這種說法準確嗎？
陳濤表示，“千年一遇”“百年一遇”源自水文氣象里的一種解釋，以極端洪水事件出現的歷史重現期為周期來測算。這次暴雨來襲，在氣象人員沒有得到可靠的、長時效的記錄之前，很難得出這樣的判斷。
“從大氣科學研究的角度來看，我國在20世紀50年代之后才有了比較準確和完整的降雨量的科學記錄，到現在為止，整個降雨量記錄時間是70年左右。”陳濤說，“千年一遇”的說法是依據較長的歷史記錄來推算某一類天氣事件，或者通過百分比的統計學方法，來表現天氣的極端性，這些都需要基于嚴謹的氣象記錄。
3 全球極端天氣事件頻繁發生，與氣候變暖關系密切
回溯歷史，中西方文明中都有不少關于極端天氣氣候的記載。今年以來，全球極端天氣氣候事件更是頻繁發生，創紀錄的暴雨、寒潮和異常炎熱天氣相繼登場。
一面是極端高溫。今年6月底，歷史罕見的高溫席卷美國西北部、加拿大西南部等地，致數百人喪生。美國華盛頓州、俄勒岡州、加州大范圍打破歷史紀錄，西雅圖、波特蘭的最高氣溫一度高達42攝氏度、46.1攝氏度，大幅打破紀錄。加拿大不列顛哥倫比亞省小鎮萊頓氣溫甚至達到49.56攝氏度，較當地常年氣溫偏高10度以上。
值得注意的是，西雅圖、溫哥華等地向來以“溫和宜居”著稱，氣溫不高不低，夏季平均氣溫通常不超過30度。氣象專家表示，本次高溫實屬罕見。
“這次熱浪，是北美洲西風帶和副熱帶高壓紊亂所致：本該自西向東運動的西風急流，突然劇烈振蕩，變成南北運動；本該待在夏威夷的太平洋副高，突然跳上北美西海岸并強烈發展。”有媒體刊文表示。
一面是暴雨不斷。近日，歐洲多地持續暴雨引發洪澇災害，沖毀大量房屋和道路。截至目前，已有百余人在洪災中遇難。在受影響最嚴重的德國西部地區，傾盆大雨導致的水災至少造成一百余人死亡，仍有約1300人失聯。世界氣象組織近期發布的題為《極端夏季：洪水、高溫和火災》的報告指出，西歐部分地區在7月14日至15日兩天內遭遇平時兩個月的降雨量。
德國總理默克爾表示，洪災造成的破壞是“超現實的”，“這令人震驚——我幾乎可以說，德語中沒有能夠形容這場災難的詞語”。
根據日本放送協會7月10日報道，日本西南部的部分地區正面臨幾十年來最強暴雨，日本政府已向南部一些縣的超12萬居民發出了疏散請求。從7月4日到12日為止，日本鳥取縣與島根縣觀測到的累積雨量，已達整個7月平均雨量的兩倍，境港市、出云市短時間累積雨量均創下統計以來的新高紀錄。
全球極端天氣頻發，與氣候變暖關系密切。世界氣象組織秘書長彼得里·塔拉斯表示，氣候變化是今夏席卷西歐地區的暴雨和洪水的根本原因，在減緩氣候變化取得成效之前，極端天氣事件和自然災害將越來越多。“如果沒有氣候變化，人們不會在加拿大和美國的西部地區觀察到如此高的溫度，這是氣候變化的明顯跡象。”塔拉斯說。
“地球大氣每升溫1攝氏度，就能多吸收7%的水蒸氣，并在日后形成降水。”德國波茨坦氣候影響研究所教授斯特凡·拉姆斯托夫表示，測量數據已證實，在包括德國的中北緯地區，下小雨的天數在減少，而下暴雨的天數在增多。
柏林洪堡大學地理研究所的研究組組長卡爾-弗里德里希·施勞斯納認為，在2021年已無需懷疑“氣候變化能否促成氣象災害”，問題是這種影響的程度有多大。“我們知道，(全球)變暖會導致大雨增加，進而導致更頻繁、更具破壞性的洪水事件。”
德國錫根大學建筑系教授拉米婭·梅薩里-貝克爾說，多年研究顯示，極端天氣可以更快、更劇烈、更頻繁、更集中地發生。氣候適應與氣候保護同樣重要，人們須完善城市排水和氣象災害早期預警系統，確保關鍵基礎設施在極端天氣下的承受性。
4 極端天氣形成機制復雜，既要加強預警預報水平，也要未雨綢繆補好防災減災短板
天氣、氣象、大氣是一門高度混沌的體系，哪怕是極其微小的變化都可能對大氣運動本身造成不可預知的擾動性。這也正是氣候預測的難點所在。
7月21日，在中國氣象局舉行的新聞發布會上，陳濤說，“極端暴雨、極端高溫仍是全球共同面臨的難題，這種極端天氣科學機制形成非常復雜，再落實到數值預報中，仍缺少有效手段進一步解決，這是科學界正在著手攻克的難關。”
在天氣預報中，暴雨預報被公認為世界性難題。“發達國家的暴雨預報準確率大概是在20%到25%之間，我國相比于其他在預報方面比較發達的國家，山地和丘陵較多，地形更復雜，地理環境也比較復雜，所以預報難度更大。”中央氣象臺首席預報員馬學款表示。
當前，我國24小時臺風路徑預報誤差已縮小至70公里左右，24小時晴雨預報準確率達到88%，24小時暴雨預報準確率在20%左右，短時臨近的暴雨預警準確率已提高到89%，暴雨預報準確率與世界強國處于同一水平。此外，現代衛星、雷達等高科技手段的加入，以及現代超級計算機的應用也讓天氣預報的準確性大大提升。
面對各地應對極端天氣時暴露出的短板，水利部水旱災害防御司技術信息處處長王為坦言，從預警預報的角度看，北方一些江河源短流急，洪水預見期短，實測資料缺乏，預報能力不足；山洪災害和中小河流洪水監測預報水平也有待提升。從調度的角度看，部分江河和水工程的防洪調度方案、超標洪水防御預案、水庫汛期調度運用計劃等不夠完善；大多數流域水工程防災聯合調度仍處在探索階段，統籌防洪、供水、生態、發電、航運等多目標的調度機制還不夠完善，調度的信息化、智慧化程度有待提高。
“此外，一些流域多年未發生大洪水，少數干部群眾對暴雨洪水的致災性認識不足，缺乏防汛抗洪實戰經驗，防災避險意識和能力有待增強。”王為指出。
目前，我國已初步建成了較為完善的水文監測預報預警業務體系，為國家防汛抗旱減災指揮決策提供了有力的技術支撐。而極端性暴雨和明顯強對流天氣涉及的地區，正面臨公共安全體系的大考，應考重點無疑是補好本地區的防災短板——哪里有薄弱環節或安全漏洞，哪里就容易發生突發情況。
另一方面，針對極端天氣的預警預報，預警部門也應通過微信、微博、短信等不同渠道，確保預警信息及時準確送達，面向公眾發布相關防災避險科普內容。
未雨綢繆、加強預警、嚴陣以待，方能更好地應對極端天氣，降低氣候變化帶來的不利影響。（李云舒 柴雅欣）
