每經(jīng)記者｜丁舟洋 王紫薇    每經(jīng)編輯｜段煉 陳俊杰    

近期，多地酷暑難熬，高溫?zé)崂伺c極端暴雨頻發(fā)。

8月4日7時(shí)5分，湖北省武漢市氣象臺發(fā)布高溫紅色預(yù)警信號：預(yù)計(jì)4日白天，武漢市大部分地區(qū)最高氣溫將升至39℃~40℃，部分街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）可達(dá)41℃以上，注意加強(qiáng)防范。

8月4日9時(shí)10分，北京市氣象臺發(fā)布暴雨橙色預(yù)警信號：預(yù)計(jì)4日12時(shí)至5日8時(shí)，大部分地區(qū)將出現(xiàn)1小時(shí)雨量70毫米或6小時(shí)雨量100毫米以上的強(qiáng)降水。北京豐臺區(qū)、房山區(qū)、門頭溝區(qū)發(fā)布暴雨紅色預(yù)警。

8月4日13時(shí)，北京市升級發(fā)布暴雨紅色預(yù)警信號，預(yù)計(jì)最強(qiáng)降雨集中在4日18時(shí)至5日5時(shí)。北京市防汛指揮部啟動全市防汛一級應(yīng)急響應(yīng)，請市民注意安全防范，并要求市民非必要不外出，非必要不要求員工到崗上班……

一個(gè)事實(shí)是，隨著全球氣候變暖，我們還將面臨更頻發(fā)、廣發(fā)、強(qiáng)發(fā)、并發(fā)的極端天氣事件。以極端降雨為例，精準(zhǔn)預(yù)報(bào)難度在哪？如果無法苛求極為精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)，預(yù)警鏈怎樣有效運(yùn)轉(zhuǎn)才能將災(zāi)害損失降到最低？帶著這些問題，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者（以下簡稱NBD）專訪了北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授張慶紅。她專攻中尺度氣象學(xué)方向以及與其相聯(lián)系的嚴(yán)重災(zāi)害性天氣研究，同時(shí)擔(dān)任聯(lián)合國世界氣象組織High Impact Weather Project（高影響天氣項(xiàng)目）國際協(xié)調(diào)辦公室主任，致力于推進(jìn)冰雹、暴雨等高影響天氣的研究、國際合作及公民科學(xué)。

大氣的不穩(wěn)定性越強(qiáng)，大氣的可預(yù)報(bào)性就越低

NBD：極端降水的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)目前真的很難做到嗎？

張慶紅：舉例而言，我們此前研究過2021年鄭州“7·20”特大暴雨，得出的最重要結(jié)論是：這場暴雨如果再發(fā)生一次，以目前的科學(xué)發(fā)展水平，我們?nèi)院茈y預(yù)測到“具體哪個(gè)小時(shí)將在鄭州降下201.9毫米的雨水”，也就是對極端短時(shí)強(qiáng)降水很難做定時(shí)、定點(diǎn)和定量的預(yù)報(bào)。

今年5月到7月，我參加了一個(gè)美國的大型冰雹觀測計(jì)劃。觀測計(jì)劃由全球100多位研究人員組成，投入上千萬美元，配備了4部移動雷達(dá)車等現(xiàn)代化觀測設(shè)備。我們兩個(gè)月時(shí)間，每天早上做預(yù)報(bào)，預(yù)測在哪個(gè)地點(diǎn)、大概什么時(shí)間段會出現(xiàn)冰雹天氣，然后根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果追雹。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。

NBD：精準(zhǔn)預(yù)報(bào)極端降雨面臨的主要挑戰(zhàn)是什么？

張慶紅：極端降水的可預(yù)報(bào)性受限于目前的觀測系統(tǒng)、天氣預(yù)測模型，以及天氣系統(tǒng)本身的動力過程等。觀測系統(tǒng)的誤差來自觀測設(shè)備本身，還有觀測系統(tǒng)空間分布引起的可代表性誤差。即使觀測系統(tǒng)和天氣預(yù)報(bào)模型是完美的，極端降水的可預(yù)報(bào)性仍然受其本身的非線性等動力過程約束。

總體而言，極端降水的可預(yù)報(bào)性在氣候變暖的背景下面臨更大的挑戰(zhàn)。大氣溫度升高，可以容納水汽的能力也隨之增加。可以這么理解：大氣中貯存的“能量”更高了，這個(gè)能量一旦被釋放，它就可能產(chǎn)生更強(qiáng)的降雨。大氣的不穩(wěn)定性越強(qiáng)，大氣的可預(yù)報(bào)性就可能越低。

NBD：北方地區(qū)夏季暴雨主要受什么影響？

張慶紅：大氣環(huán)流是影響地球降水空間分布和強(qiáng)度的核心因素之一。2021年7月20日，河南暴雨之后，我和我的學(xué)生把1979~2021年發(fā)生在華北平原所有的大氣環(huán)流型做了一個(gè)統(tǒng)計(jì)和分類，歸納出9個(gè)類型。

鄭州暴雨屬于T8型，這次北京極端降水事件（即北京近期147小時(shí)強(qiáng)降雨天氣過程，其中7月28日北京市氣象臺升級發(fā)布全市范圍內(nèi)的暴雨紅色預(yù)警）的大氣環(huán)流也屬于這一類。歷史上這種環(huán)流型在北京地區(qū)產(chǎn)生過極端降水，（1979~2021年）北京地區(qū)極端強(qiáng)降雨已出現(xiàn)5次以上。

NBD：還有哪些極端天氣在預(yù)報(bào)上有難度？

張慶紅：雷暴、冰雹、龍卷風(fēng)等極端天氣因其空間尺度小和突發(fā)性，均很難預(yù)報(bào)。世界氣象組織把野火也歸為極端災(zāi)害天氣，起火原因多樣，目前也很難預(yù)報(bào)。

熱帶變寬，整個(gè)熱帶的北界和南界都擴(kuò)展了

NBD：全球更高頻的極端天氣與全球變暖有關(guān)系嗎？

張慶紅：全球變暖讓極端天氣事件的頻率增加、強(qiáng)度增強(qiáng)，這件事是肯定的。但具體到某一次極端天氣上來，比如這次北京極端降水是不是全球變暖引發(fā)的？那還有爭議。

現(xiàn)階段我們發(fā)現(xiàn)，全球變暖已經(jīng)導(dǎo)致局地大氣環(huán)流發(fā)生了變化。比如，美國西雅圖以往每年冬天幾乎一直下雨，但去年冬天西雅圖的雨水明顯減少。與此同時(shí)，原本冬季天氣還可以的溫哥華，去年冬天卻幾乎天天下雨。所以有人就懷疑冬季的雨帶是不是往北移了？

NBD：副熱帶高壓的北移是真的嗎？進(jìn)而會帶來北半球雨帶的北移？

張慶紅：今年夏季副熱帶高壓的確較往年同期偏北。一些科學(xué)家提出，副熱帶高壓平均位置可能已經(jīng)發(fā)生北移。

全球氣候變暖指的是全球平均溫度升高，但不意味著全球每個(gè)地方的氣溫都升高了，也許個(gè)別地方平均溫度還降低了。局地?zé)崃渴罩У淖兓赡芫蛯?dǎo)致了大氣環(huán)流的變化，這一改變已帶來目前大家公認(rèn)的一個(gè)事實(shí)——熱帶明顯變寬了，整個(gè)熱帶的北界和南界都擴(kuò)展了。

如果全球持續(xù)變暖，大氣中的不穩(wěn)定能量會越來越強(qiáng)。那么一旦觸發(fā)，就很可能造成更強(qiáng)的極端降水，包括龍卷風(fēng)、冰雹等極端天氣。

前年歐洲地中海地區(qū)發(fā)生了一次超大冰雹。在這場冰雹發(fā)生前期，當(dāng)?shù)亟?jīng)歷了持續(xù)一個(gè)月的高溫?zé)崂耍邷責(zé)崂藙倓偨Y(jié)束之際，意大利下了非常大的冰雹。

極端天氣預(yù)警，不再只是大氣科學(xué)的問題

NBD：當(dāng)氣候變暖讓極端天氣更高頻，全社會應(yīng)如何應(yīng)對？

張慶紅：這是個(gè)很復(fù)雜但也很重要的問題。其實(shí)早在幾年前，世界氣象組織就提出“全民早期預(yù)警”倡議（Early Warning for All），目的就是在全球變暖背景下，更好地保護(hù)地球上的每一位公民，特別是發(fā)展中國家和欠發(fā)達(dá)地區(qū)人民的人身安全，免受極端天氣事件的威脅。

這對全球各國來說都是很大的挑戰(zhàn)。這張圖（見右上）比較形象地展示了從上游觀測到天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)報(bào)、影響預(yù)報(bào)以及預(yù)警的各個(gè)環(huán)節(jié)，在這個(gè)鏈條里，當(dāng)預(yù)警信息從觀測到預(yù)報(bào)逐層往下發(fā)放，鏈條中所有信息都要完整、正確并及時(shí)傳遞至下一環(huán)節(jié)。

鏈條的六個(gè)環(huán)節(jié)中間隔著五道壕溝，都需要用一座座“橋”來將它們搭建起來。任何一座“橋”出現(xiàn)一點(diǎn)問題，就可能導(dǎo)致滿盤皆輸。所以我們提出一個(gè)概念：預(yù)警鏈的有效運(yùn)轉(zhuǎn)需要全社會協(xié)同合作，政府、科研機(jī)構(gòu)、媒體、公眾，缺一不可。

NBD：現(xiàn)在的極端天氣預(yù)警，不再只是大氣科學(xué)的問題？

張慶紅：對，它是跨學(xué)科、跨部門的系統(tǒng)工程。比如你們作為媒體，通過傳播科學(xué)知識、解讀風(fēng)險(xiǎn)信息，也是這個(gè)鏈條中的一環(huán)。

比如最后一個(gè)環(huán)節(jié)，涉及心理學(xué)范疇。我們所有的預(yù)警里，有時(shí)候會出現(xiàn)空報(bào)的情況。就像“狼來了”一樣，一旦出現(xiàn)空報(bào)，公眾就會降低對下一次預(yù)警的信任，所以我說這是一個(gè)綜合的學(xué)科。

NBD：我們的城市是不是也需要建立相應(yīng)的機(jī)制，去適應(yīng)這種極端天氣？

張慶紅：我了解到的情況是，我們的城市建設(shè)，比如說它的排水能力，幾乎都是按照歷史數(shù)據(jù)，比如過去幾十年最大降雨量，這樣的數(shù)值做參考而設(shè)計(jì)的。如果極端降水強(qiáng)度增加，那這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就不夠匹配，就可能造成城市內(nèi)澇多發(fā)。如果建設(shè)未來的新城市，那我們需要把全球持續(xù)變暖的因素考慮進(jìn)來，更新建設(shè)理念。

對于已經(jīng)建成的城市，硬件方面短時(shí)間很難改善，我個(gè)人認(rèn)為要用“后天補(bǔ)救”的方法，“軟件建設(shè)”非常必要且重要。也就是讓預(yù)警鏈條更有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，比如特大暴雨預(yù)警時(shí)，轉(zhuǎn)移預(yù)案的敏捷啟動。

封面圖片來源：視覺中國