近期，河南特大暴雨下出让人瞠目的极值

中国是一个多暴雨的国家

但是像这样极端的暴雨

并非司空见惯

就连见惯各种暴雨的气象专家

对此也十分关注

为此，中国气象报社记者

就中国的暴雨，对话院士专家

李泽椿

■中国工程院院士

罗亚丽

■中国气象科学研究院研究员

陈涛

■中央气象台首席预报员

在文章正式开始前有一点要说明

实际上，暴雨是非常复杂的

暴雨事件是多尺度天气系统

和宏微观物理过程相互作用的结果

在全球大气科学研究领域

是热点，也是难点问题

因此，无论对此次河南特大暴雨过程

还是中国其他地区的极端性暴雨天气

要详尽研究其发生的细节和具体原因

还需要比人们想象中更长的时间做科研攻关

网友对“最大降水量728毫米，6小时降雨382毫米，一小时降雨200毫米”这一概念做了动图示意。

越是极端的暴雨

发生概率越小，预报越难

1个小时降50毫米雨意味着什么，在各种媒体花式科普下，公众已经有所了解。

那么，1小时降下201.9毫米的雨意味着什么？公众被拉回混沌，而困惑的还包括气象从业人员。郑州国家基本气象站7月20日16时到17时的降水量，几乎占郑州常年总雨量（640.8毫米）的三分之一。

7月19日至20日河南降水量实况图

陈涛介绍，7月17日以来河南强降雨过程累计雨量大、持续时间长、降水区域集中，小时雨强的极端特征也非常明显。其中，201.9毫米超过了中国大陆有气象记录以来小时雨强的极值。

“这样的小时雨强在世界上都是相当极端的。”

中央气象台首席预报员陈涛接受本报记者采访。

尽管对预报员和气象科研人员来说，环流形势大体是清晰的：西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持，尚处在洋面上的台风“烟花”在向我国靠近的过程中输送丰沛水汽，加之太行山区、伏牛山区特殊地形影响等，但得知河南暴雨情况，尚在某评审会现场的罗亚丽的第一反应还是——“我急切地想知道为什么会这么极端，想更深入地了解具体影响因素。”要理清此次过程的机理显然还需进一步挖掘。

气象界关于暴雨的划定，是以24小时总雨量达到或超过50毫米为标准的。

但暴雨是在24小时内均匀下完还是在短时间倾盆而下，不仅给公众的观感不同，对社会运行、安全生产等各方面的冲击也不同；暴雨下在日益“增长和扩大”的城市还是脆弱的乡村，也会导致迥然不同的局面。

1975年8月5日至8日，同样在河南。“7503”号台风穿越福建、江西、湖南后北上，经过湖北，在河南停滞徘徊，导致历史上罕见的特大暴雨洪水——3天内，河南南部地区降下1600多毫米的总雨量。

暴雨后约一个月，时任中央气象台预报组组长的李泽椿前往河南板桥水库等受灾地区时发现，现场依然惨不忍睹。

1975年8月板桥水库垮坝照片。

多年来，得益于日渐完善的气象观测系统、高分辨率数值模式预报系统的发展以及诸多先进科研成果的业务化应用，我国暴雨研究和预报不断取得进步。

FY4B 监测河南多地暴雨的卫星影像。制图/廖蜜 宋晚郊

但在本质上，大气运动的混沌性决定了天气预报必然会有一定程度的误差，同时暴雨因其局地性、突发性和活动规律多变等特点，其形成机制迄今尚未被研究透彻，依然是全世界气象领域的一道难题。

7月22日，在2小时内，河南安阳连续出现100毫米以上强降雨。

我国预报暴雨的主要手段，是利用数值天气预报模式产品并结合预报员自身的知识经验。

近年来，虽然数值天气预报模式分辨率逐步提升，但通常来说，极端事件发生概率非常小。

研究发现，尽管有些极端暴雨出现时环流形势整体稳定、清晰，但这其中肯定还有中小尺度对流系统在发生作用，其尺度可能只有一两百公里、生命周期只有几个小时，当前的数值预报模式很难将其“准确清晰地表达”出来。

中国不同区域不同暴雨事件

复杂程度超出想象

中国暴雨多发，却很难以一套既定的模板“套用”每一次极端事件，正所谓一种螺丝配一把扳手。

我国地域辽阔，不同区域常出现不同类型的暴雨，如华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、西南低涡暴雨、华北低槽和低涡暴雨、东北冷涡暴雨以及沿海台风暴雨等。

罗亚丽见识过不同区域多个典型暴雨事件的“参差”——

• 安徽2007年7月7日至8日暴雨，虽然属于梅雨锋暴雨，靠季风输送了充沛水汽，但在梅雨锋上存在明显的扰动，对暴雨的发生起着很大作用；

• 广东阳江2013年5月10日暴雨，区域站监测到1个小时下了190毫米，但系统小得可怜；

• 2017年广州“5·7”特大暴雨，上岸气流在深夜潜入，风很弱，也没有冷暖空气对峙，数值试验发现其降水之所以极端与城市下垫面关系密切，等等。

中国气象科学研究院研究员罗亚丽接受本报记者采访。

此次河南极端暴雨虽然尚未深入研究，但可确定其与安徽、广东暴雨不同——高低纬度环流形势配合，台风尚在洋面上、强度也不弱，水汽输送能力很强，地形如同一个“锚”一样将上升气流稳定住。加之郑州这座大城市的下垫面的特殊性，对于极端降水更加脆弱。

中国暴雨的复杂性可见一斑。如果与相同气候区中的其他国家相比，我国暴雨强度很大，不同时间长度的暴雨极值均很高。

暴雨后的河南。

当然，还要指出一点——无论多难，暴雨预报都是我国分量最重的“必答题”之一。

李泽椿指出：“暴雨洪涝是我国最常见、最严重的自然灾害之一，对人民群众生命安全、经济社会发展、国家安全等有直接而严重的影响。而且，我国的暴雨灾害遍及大江南北、城市乡村，既有大范围流域性洪涝，也有中小尺度局地暴雨造成的灾害，极端性暴雨天气也是频频出现。”

惟其磨砺始得玉成

身前身后皆台阶

暴雨研究和预报，一直是我国气象工作者的主攻对象之一。

早在20世纪初期，中国科学家就开始研究中国暴雨，经过近百年发展，在暴雨理论、暴雨分析和预报方面取得重大进展。

1975年8月，由于超强台风“7503”号导致的特大暴雨引发淮河上游大洪水，河南省驻马店地区包括两座大型水库在内的数十座水库漫顶垮坝。

比如“75·8”暴雨，中国气象、水文部门从这场及其他空前的大暴雨与大洪水事件中吸取经验教训，从全国层面加强对中国暴雨的研究，在后面的“七五”期间，暴雨研究逐步从天气尺度转向了中尺度，后来暴雨预报由经验定性向定量化方向转变。

攻关暴雨预报难题，最根本的途径就是加强对大气变化的精密监测和提高数值预报的精准度。

中国工程院院士李泽椿接受本报记者采访。

“数值预报是基础，要在实践中提炼出来科学问题，大胆创新。”李泽椿重申自己对暴雨预报的态度，“我们做预报追求的是三个方面，一是准确，二是及时，三是应用好预报，这就是为人民服务，这就是把论文写在大地上。”

但数值模式的改进既不能一蹴而就，也牵涉对暴雨发生发展机理有待深入认识等诸多问题。

罗亚丽告诉记者，这个研究过程的艰难很难为外人道。她和团队曾用两年多时间才把广州“5·7”暴雨这一案例研究得比较明白。当然，新的认知也告诉我们：改进模式也并非一味提高分辨率就可以；分辨率越高，对地形等的刻画越精细，对数值模式的算法要求就越高，如果不对算法做调整，模式运行可能就“崩”了。“此外，目前我们的发展方向是对流可分辨的集合预报。”她说，这正在成为新一代数值预报系统的重要部分。

广州“5·7”暴雨街头。

除了数值模式改进和研发客观预报方法之外，对暴雨预报能力精准提升和服务精细的另一个焦点，放在了像陈涛这样长期“钉”在值班室的预报员身上。

现阶段专家型预报员需要对暴雨形成过程具备敏锐深邃的洞察力，从海量观测和预报信息中分析预报关键影响系统及其与未来暴雨发生时间、地点和降水量的关联，及早发现天气系统预报偏差，凝练关键预报因子，借助各类现代化预报技术，最终形成对重大暴雨过程的正确预报意见。

中央气象台预报员正在进行预报分析。

李泽椿还很关心面向公众和决策者的科普：“希望提高人民群众科学素养，强化决策者的防灾减灾意识和提升能力，更深入了解暴雨预报如何做出、难度在哪儿、风险多大，更好地利用气象预报预警做好各项准备和安排。”

面对中国暴雨这一科学难题，从气象业务科研部门从业者，再到大气科学研究专家学者，将密切配合，借科技创新发展东风，持续不断地开展攻关。

来源：中国气象

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