(原標題:雨帶為何“西移北擴”?)
隨著全球氣候變化,傳統“北旱南澇”的氣候格局悄然改變,北方極端降雨天氣越來越多。尤其是今年6月以來,北方出現頻繁的降雨天氣。北京6月累計降水量為近10年同期平均值的近兩倍,華北地區6月平均降水量為近10年最高。雨帶真的“北移”了嗎?北方地區防汛面臨哪些挑戰?
北方地區多雨帶西移北擴,夏季多雨帶有顯著的南北移動的年代際變化特征
國家氣候中心首席預報員陳麗娟說,從1951年以來的氣象觀測數據看,我國北方地區出現多雨帶是年代際變化的特征,夏季多雨帶有顯著的南北移動的年代際變化特征,如北方地區在上世紀50至70年代降水偏多、上世紀80年代至本世紀00年代偏少、2010年以后偏多。
在全球變暖的氣候背景下,我國北方地區(東北、華北和西北)氣候格局呈現新特征:多雨帶西移北擴,與上世紀90年代相比,近5年我國濕潤、半濕潤氣候區面積擴大了30萬平方公里以上;北方地區降水極端性增強,暴雨頻次和強度均增加,暴雨日數增多55.6%,暴雨綜合強度增強55.3%。
為何會出現多雨帶西移北擴?
陳麗娟分析,首先,西太平洋副熱帶高壓(副高)增強北擴,是2010年以來多雨帶西移北擴最直接的原因。多雨帶的位置和強度深受夏季風環流尤其是西太副高的影響。當副高位置明顯偏北時,將會使更多水汽輸送至北方地區。21世紀尤其是2010年以來,副高北界呈顯著北移趨勢,同時副高西段明顯加強西伸,有利于西太平洋和印度洋上空的暖濕空氣沿副高西北側向北方輸送,為北方降水增多創造更好水汽條件。
其次,北太平洋和北大西洋海溫年代際波動的同位相疊加,為多雨帶西移北擴提供了海洋信號背景。通常,北太平洋濤動和北大西洋濤動均有20至40年的波動周期,當前者處于負位相或后者處于正位相時,均有利于夏季風偏強,將更多水汽輸送至北方地區。2010年以來,北太平洋濤動負位相和北大西洋濤動正位相產生疊加效應,增強東亞夏季風的同時也推動副高進一步偏北。
此外,全球變暖和人類活動加劇了北方極端強降水的發生。研究表明,全球氣溫每上升1攝氏度,大氣中的水汽含量增加約7%。2010年以來,我國氣溫快速升高,大氣持水能力明顯增強,在有利大氣環流條件下,導致極端強降水事件頻頻發生,對北方年降水增多產生重要影響。
山東鄒平市黛溪街道,防汛應急搶險隊人員在黛溪河查看河道水流量情況。董乃德攝
我國北方地區極端強降水事件呈增多趨勢。對北方地區而言,多雨帶西移北擴帶來哪些新挑戰?
中國水利水電科學研究院防洪抗旱減災研究所所長劉昌軍介紹,部分北方地區河流源短流急,地形坡陡溝深,土層薄,一旦遭遇短歷時、高強度暴雨過程,容易快速形成坡面徑流、山洪和中小河流洪水,并誘發滑坡、崩塌和泥石流,洪澇災害的隨機性、復合性和致災性顯著增強。
應急管理部國家自然災害防治研究院氣象災害研究中心副主任、研究員鐘霖浩介紹,首先,氣候變化背景下,北方防洪工程標準與自然規律演變之間出現矛盾。我國防洪標準主要指水利工程能抵御“多少年一遇”的洪水,北方河流歷史上大洪水少,堤防標準常低于南方干流。然而,北方70%以上的降水集中在“七下八上”,特別是多雨帶西移北擴背景下短時強降水問題突出。因此,面對多雨帶西移北擴,加強氣候風險預測研究,根據氣候變化新形勢科學制定防洪標準,是未來北方洪澇工程治理措施的當務之急。
其次,多雨帶西移北擴下北方防洪應對時,需重點針對復合型災害的新特點采取措施,充分考慮“旱澇急轉”工況,“前期抗旱保水”與“汛前防洪騰庫”的矛盾考驗著調度決策,需建立基于氣象水文預報的汛限水位動態控制機制,并論證增設泄洪底孔或非常溢洪道,賦予水庫緊急情況下快速騰空庫容的工程能力。
最后,北方地區正面臨地質災害與城市內澇風險交織的雙重考驗。一方面,北方山區多為黃土覆蓋或巖體破碎,長期干旱后土體收縮開裂,植被固土能力下降,當突發暴雨來襲,雨水沿裂隙迅猛入滲,極易觸發滑坡、泥石流等群發性地質災害,其破壞力遠超南方常年濕潤區。另一方面,北方城市管網設計標準多參照歷史偏少降水,排水系統冗余不足,短時極端暴雨下老舊小區、下沉式立交等內澇頻次和致災程度均急劇上升,要有效應對這類重點地區和特定承災體災害,需從“工程剛性防御”轉向“韌性治理”。
防汛要以防為主,強化監測預報預警是重要手段。專家表示,應清醒地看到,雨帶變化正在重塑我國洪澇災害風險的空間格局。南方傳統多雨區的洪澇風險依然存在,北方部分地區面臨極端暴雨、山洪和中小河流洪水增多的新壓力。因此應遵循氣候變化和洪水演變規律,立足南北方不同自然條件和防御基礎,因地制宜補齊短板,多做打基礎、利長遠的工作。
