隨著全球氣候變化,傳統(tǒng)“北旱南澇”的氣候格局悄然改變,北方極端降雨天氣越來(lái)越多。尤其是今年6月以來(lái),北方出現(xiàn)頻繁的降雨天氣。北京6月累計(jì)降水量為近10年同期平均值的近兩倍,華北地區(qū)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(qū)防汛面臨哪些挑戰(zhàn)?
北方地區(qū)多雨帶西移北擴(kuò),夏季多雨帶有顯著的南北移動(dòng)的年代際變化特征
國(guó)家氣候中心首席預(yù)報(bào)員陳麗娟說(shuō),從1951年以來(lái)的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)看,我國(guó)北方地區(qū)出現(xiàn)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(dòng)的年代際變化特征,如北方地區(qū)在上世紀(jì)50至70年代降水偏多、上世紀(jì)80年代至本世紀(jì)00年代偏少、2010年以后偏多。
在全球變暖的氣候背景下,我國(guó)北方地區(qū)(東北、華北和西北)氣候格局呈現(xiàn)新特征:多雨帶西移北擴(kuò),與上世紀(jì)90年代相比,近5年我國(guó)濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)氣候區(qū)面積擴(kuò)大了30萬(wàn)平方公里以上;北方地區(qū)降水極端性增強(qiáng),暴雨頻次和強(qiáng)度均增加,暴雨日數(shù)增多55.6%,暴雨綜合強(qiáng)度增強(qiáng)55.3%。
為何會(huì)出現(xiàn)多雨帶西移北擴(kuò)?
陳麗娟分析,首先,西太平洋副熱帶高壓(副高)增強(qiáng)北擴(kuò),是2010年以來(lái)多雨帶西移北擴(kuò)最直接的原因。多雨帶的位置和強(qiáng)度深受夏季風(fēng)環(huán)流尤其是西太副高的影響。當(dāng)副高位置明顯偏北時(shí),將會(huì)使更多水汽輸送至北方地區(qū)。21世紀(jì)尤其是2010年以來(lái),副高北界呈顯著北移趨勢(shì),同時(shí)副高西段明顯加強(qiáng)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(cè)向北方輸送,為北方降水增多創(chuàng)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(dòng)的同位相疊加,為多雨帶西移北擴(kuò)提供了海洋信號(hào)背景。通常,北太平洋濤動(dòng)和北大西洋濤動(dòng)均有20至40年的波動(dòng)周期,當(dāng)前者處于負(fù)位相或后者處于正位相時(shí),均有利于夏季風(fēng)偏強(qiáng),將更多水汽輸送至北方地區(qū)。2010年以來(lái),北太平洋濤動(dòng)負(fù)位相和北大西洋濤動(dòng)正位相產(chǎn)生疊加效應(yīng),增強(qiáng)東亞夏季風(fēng)的同時(shí)也推動(dòng)副高進(jìn)一步偏北。
此外,全球變暖和人類活動(dòng)加劇了北方極端強(qiáng)降水的發(fā)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(lái),我國(guó)氣溫快速升高,大氣持水能力明顯增強(qiáng),在有利大氣環(huán)流條件下,導(dǎo)致極端強(qiáng)降水事件頻頻發(fā)生,對(duì)北方年降水增多產(chǎn)生重要影響。
山東鄒平市黛溪街道,防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)人員在黛溪河查看河道水流量情況。董乃德攝
我國(guó)北方地區(qū)極端強(qiáng)降水事件呈增多趨勢(shì)。對(duì)北方地區(qū)而言,多雨帶西移北擴(kuò)帶來(lái)哪些新挑戰(zhàn)?
中國(guó)水利水電科學(xué)研究院防洪抗旱減災(zāi)研究所所長(zhǎng)劉昌軍介紹,部分北方地區(qū)河流源短流急,地形坡陡溝深,土層薄,一旦遭遇短歷時(shí)、高強(qiáng)度暴雨過(guò)程,容易快速形成坡面徑流、山洪和中小河流洪水,并誘發(fā)滑坡、崩塌和泥石流,洪澇災(zāi)害的隨機(jī)性、復(fù)合性和致災(zāi)性顯著增強(qiáng)。
應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院氣象災(zāi)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(biāo)準(zhǔn)與自然規(guī)律演變之間出現(xiàn)矛盾。我國(guó)防洪標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(kuò)背景下短時(shí)強(qiáng)降水問(wèn)題突出。因此,面對(duì)多雨帶西移北擴(kuò),加強(qiáng)氣候風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究,根據(jù)氣候變化新形勢(shì)科學(xué)制定防洪標(biāo)準(zhǔn),是未來(lái)北方洪澇工程治理措施的當(dāng)務(wù)之急。
其次,多雨帶西移北擴(kuò)下北方防洪應(yīng)對(duì)時(shí),需重點(diǎn)針對(duì)復(fù)合型災(zāi)害的新特點(diǎn)采取措施,充分考慮“旱澇急轉(zhuǎn)”工況,“前期抗旱保水”與“汛前防洪騰庫(kù)”的矛盾考驗(yàn)著調(diào)度決策,需建立基于氣象水文預(yù)報(bào)的汛限水位動(dòng)態(tài)控制機(jī)制,并論證增設(shè)泄洪底孔或非常溢洪道,賦予水庫(kù)緊急情況下快速騰空庫(kù)容的工程能力。
最后,北方地區(qū)正面臨地質(zhì)災(zāi)害與城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)交織的雙重考驗(yàn)。一方面,北方山區(qū)多為黃土覆蓋或巖體破碎,長(zhǎng)期干旱后土體收縮開裂,植被固土能力下降,當(dāng)突發(fā)暴雨來(lái)襲,雨水沿裂隙迅猛入滲,極易觸發(fā)滑坡、泥石流等群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害,其破壞力遠(yuǎn)超南方常年濕潤(rùn)區(qū)。另一方面,北方城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)多參照歷史偏少降水,排水系統(tǒng)冗余不足,短時(shí)極端暴雨下老舊小區(qū)、下沉式立交等內(nèi)澇頻次和致災(zāi)程度均急劇上升,要有效應(yīng)對(duì)這類重點(diǎn)地區(qū)和特定承災(zāi)體災(zāi)害,需從“工程剛性防御”轉(zhuǎn)向“韌性治理”。
防汛要以防為主,強(qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警是重要手段。專家表示,應(yīng)清醒地看到,雨帶變化正在重塑我國(guó)洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的空間格局。南方傳統(tǒng)多雨區(qū)的洪澇風(fēng)險(xiǎn)依然存在,北方部分地區(qū)面臨極端暴雨、山洪和中小河流洪水增多的新壓力。因此應(yīng)遵循氣候變化和洪水演變規(guī)律,立足南北方不同自然條件和防御基礎(chǔ),因地制宜補(bǔ)齊短板,多做打基礎(chǔ)、利長(zhǎng)遠(yuǎn)的工作。