近日,甘肃、青海等西北省份连续遭遇强降雨袭击,多地启动洪水防御Ⅲ级应急响应。曾经“十年九旱”的西北地区,如今正频繁面临暴雨威胁,防汛形势严峻。
“在全球变暖背景下,西北干旱区极端降水事件呈现‘强度大、突发性强’的新特征。”中国科学院院士、大气科学家黄建平近日在接受作为联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告主要
黄建平院士
现状:西北地形复杂,观测点有限,局地突发性暴雨预报仍存挑战
这主要与全球气候变暖密切相关:一方面,气候变暖导致大气持水能力增强,如同“海绵”变厚,为强降水创造了条件;另一方面,北极增温及热带气旋活动变化也间接调整了水汽输送路径,使更多水汽能够深入内陆,为西北极端降水提供了必要条件。
一是全球变暖导致大气能量和水汽含量增加,极端降水事件在全球范围内趋多趋强,副热带高压北抬等现象使得水汽得以更深入西北内陆,改变了区域降水格局。
二是地域特性放大灾害,西北多山地丘陵地形,强降水易迅速汇聚形成山洪,冲击下游城镇,而城镇多位于河谷地带,承灾体高度集中,易形成灾害链。
三是下垫面改变加剧风险,城市化进程中的地表硬化、河道侵占、排水系统能力不足等问题,削弱了自然调蓄功能,放大了极端天气的致灾效应,让内涝等次生灾害更易发生。
我们对其发生时间、地点和量级的精细化预报仍存在不确定性。未来提升预警能力需依靠:一是构建“空—天—地”一体化的精密监测网,弥补观测空白;二是发展公里级甚至更精细化的区域数值预报模式,更好刻画地形与云雨物理过程;三是深化人工智能技术在数据融合、预报解释应用中的运用;四是优化以预警信号为导向的“叫应”机制,解决预警发布“最后一公里”问题。
应对极端天气不能“等风来”建议:共享数据、算清“未来损失大账”
一是降尺度与精细化。利用区域气候模式和高分辨率数值模型,将大尺度气候预测信息降尺度到城市尺度,生成更高分辨率的未来气温、降水等要素预估产品。
二是风险评估与制图。结合城市下垫面信息、社会经济数据和未来气候情景,开展暴雨内涝、高温热浪等灾害的风险评估,识别高风险区域和脆弱环节。
三是制定适应性对策。依据风险评估结果,提出针对性建议。例如:修订城市排水防涝、防洪工程的设计标准;优化海绵城市布局和蓄滞洪空间;调整水资源调度方案;建立分灾种、分级别的气候风险预警响应流程;规划避险通道和应急设施。
四是动态更新与路径适应。认识到气候预测存在不确定性,需建立动态适应路径,定期更新预测数据和风险评估,并据此调整防灾策略,形成“监测—预测—评估—决策—更新”的闭环管理。
然而在实际合作中,“数据壁垒”和“政策落地难”仍是普遍存在的挑战。“数据壁垒”体现在:气象数据与工程设计参数格式、标准不一;部门间数据共享机制不畅;部分数据涉密或管理权限限制。“政策落地难”根源在于:气候风险的长期性、概率性与工程决策要求的确定性、当期效益存在矛盾;适应措施前期投入大,而减灾效益显现滞后;科学语言与工程语言、政策语言转换不足。
破解之道在于:一是建立跨部门协作平台,推动数据标准化与共享;二是科学家需提供更贴近决策需求的“用户友好型”产品;三是决策者需提升风险意识,将气候适应纳入长远规划,算清“避免未来损失”的大账;四是探索基于风险的投融资机制,如气候适应型保险。
预警:未来恐遭遇更猛暴雨,需尽快开展标准修订及工程改造
传统工程设计基于“气候平稳性”假定,采用历史数据推算设计值。我们的研究证实“气候非平稳性”已成为现实,沿用历史标准可能系统性低估未来风险。
因此,我们建议:一是采用最新延长的时间序列数据重新计算设计值;二是引入“非平稳性”频率分析理论,定量估算未来时期的设计暴雨强度;三是考虑增设“气候变化调整系数”或直接采用未来预估结果设定新标准。对于兰州,其排水系统的设计标准基于历史气候条件,在面对气候变暖下强度增强、频率增加的短时强降水时,可能存在低估风险。河谷地形汇聚径流、管网老化、标准滞后等因素叠加,使其在极端暴雨下的脆弱性尤为突出。需尽快开展气候适应下的标准修订和工程改造。
我们的研究证实,某些区域的暴雨系统存在地形强迫增强效应。兰州所处的黄河河谷地形,以及周边山地,对气流的动力抬升和辐合作用显著,使水汽集中、降水效率增高,往往导致暴雨强度比周边地区更大,局地性更强。这种“地形增幅效应”是预报和防灾中必须重点考虑的因素。
我们的风险评估模型能够识别出兰州未来的高风险区。虽然针对精确到街道层面的动态风险图,还需开展持续细化工作,但根据目前的分析,我们已清晰指出以下几类高风险区域:黄河及其主要支流河道沿岸洪泛区,直接面临洪水威胁;湿陷性黄土沟壑区与山前斜坡带,如榆中县部分区域,极端降雨下易发生滑坡、泥石流,并可能堵塞河道形成堰塞湖等链式灾害;城市低洼易涝区及排水系统能力不足区,城市化改变了自然汇水路径,内涝风险高;已查明的地质灾害隐患点影响区,在更强的降雨作用下,其稳定性和影响范围可能会持续性扩大。这些区域的识别,可为兰州市国土空间规划、灾害防治及应急资源布局提供直接的科学依据。



