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自今年6月份进入汛期以来,我国各地不断出现强降雨、强对流等天气现象,北方高温地区的范围较去年也明显增大。据统计,今年6月1日至8月2日,我国有355个气象站点达到了极端高温事件标准,67个站点日降水量达到了极端强降水事件标准。国家气候中心实时发布的“极端天气气候事件监测快报”,也在不断地提醒着人们注意对极端天气气候事件的防范。

极端天气气候事件频繁地出现在人们的视野中,那么,今年的极端天气气候事件又到底是怎么回事呢?

突降大雨就是极端天气?

8月4日,石家庄市遭遇强降水天气,一栋二层建筑物在雨中遭雷击坍塌,造成17人死亡、3人受伤。这种突如其来的恶劣天气给人们的生产生活造成了严重影响,所以习惯性地被称为高影响灾害性天气。但是这种天气到底算不算极端天气气候事件?它跟正常的夏季降水之间又有什么差别?

对此,中国气象局国家气候中心预测室主任张强解释:“某一天的大降水,如果对人类、对社会造成了很大的影响,可以叫作高影响天气气候事件,也可以称极端天气气候事件,但是如果这种降水量强度在历史上经常出现的话,就不能算是极端天气气候事件。极端天气气候事件一定要跟历史上类似事件比较,所谓极端就是出现概率小的意思。如果极端事件按照历史同日同周或同月去比较,这样算出的极端事件就很多了,但意义不是太大,因为气候本身就有一个波动。今年出现在8月4号,去年也可能是8月3号或者别的日期。”

张强进一步解释,极端天气气候事件主要是看对人类的影响。但是影响的概念比较模糊,大都是凭感觉,损失比较大的、比较严重的称之为极端天气气候事件。

目前国家气候中心发布的监测快报中,指的基本都是极端气候事件而不是天气事件,未来也要发布极端天气事件,如何确定客观的定量标准比较困难。极端气候事件的标准阈值是根据百分位法确定的:即对某一事件的气候标准年内的历年最大值序列从小到大进行排位,定义序列超过第95百分位值为极端多(高)事件,小于第5百分位值为极端少(低)事件。张强举例说:“比如气温,如果第95百分位的值为39度,而我们预测到北京今天的温度要超过39℃,我们就认为可能要发生极端高温事件。”

极端天气、气候事件监测快报目前还只是监测降水、高温、低温等气象要素事件,像干旱、台风、大风、大雾、雷电雷暴等气象灾害事件还没有开展。“这些灾害性事件如何定量确定其极端,还有很大争议,我们正在研究。”张强说。

频发与全球气候变暖有关

张强告诉记者,极端天气气候事件的发生是天气气候周期变化的结果,极端天气的发生和某一个时段的环流异常或海温异常有关。但近几年高温、强降水事件频繁发生是气候长期变化的过程,它与大的气候背景有关,就是全球气候变暖。“但气候变暖影响并不是所有的极端事件都增加了,有的事件也在减少。”

从降水来说,全国的强降水可能增加了。“因为温度升高,大气的对流活动加强。强降水、冰雹等天气会多一点。”张强解释道。

从大风、沙尘暴来看,发生的频率也是减少的。张强说“从目前监测到的数据来看,高纬度变暖的速度比低纬度更快。南北的温差在变小。温差小了,气压梯度就会小,冬春季大风相应的就会小。”

沙尘暴从历年的曲线图看也是减少的,张强介绍,“沙尘暴的发生除了与地面状况、植被覆盖(树木、草地)有关,更重要的因素是动力的作用即大风,才能把沙尘刮起来。”大风减少了,沙尘暴自然也就减少了。

继续完善预测模型

极端天气、气候事件的防御工作要依赖于预测水平的提高。目前国家气候中心的气候预测采用的是统计与动力数值模式相结合的方法。数值预报模式相当于一个物理过程的数学方程的组合,把每天所有观测到的天气要素资料通过同化系统,输入到模式里解方程。即通过数学的方式把大气运动规律刻画出来,统计计算未来天气气候的变化。

“但是用数学方法解方程的时候,如果完全按照理论来解是很难的。”张强说,“时间越长,数学模型的误差越大。这就是为什么我们的天气预报一般能力都在七天之内,超过七天预报准确率将大大降低。”

整个大气的运动规律不仅仅是自身完成的,也受太阳、陆地、海洋、冰川等因素的影响。要做到尽可能描述真正的大气演变规律,就要把海洋、陆地、植被、人类活动、温室气体等各种要素的监测数据都放进不同的数值模式然后进行耦合。

张强透露,国家气候中心预测工作最初用的是大气模式,现在用大气和海洋模式,也正在发展多圈层气候系统模式,在未来两年就会慢慢投入业务使用了。

为了减少极端天气气候事件给社会带来的损失,在提高预测水平的同时,我们也要做好防御工作,以更好的应对极端事件的发生。对于现有的城市设施来说,如果已经不能适应气候变化,极端天气气候事件频繁发生,政府应该投资进行改造,例如城市道路下水管道的铺设。张强说:“每个城市因气候的差异每小时降水量是不同的,可能有的设施当初设计标准低,就不能适应变化的降水强度了,不能够及时地把水排出去。”

此外,对于未建的重大工程项目或城镇规划,他建议要开展气候可行性论证工作。今年1月1日开始施行的《气候可行性论证管理办法》明确规定了气候可行性论证活动的各项内容。“要根据当地的气候条件来进行设计和规划。比如建高楼,要论证它的风压、风切变、温度、降水强度等。”张强说。