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郭起豪
今年的雨水似乎特别多,6月13日以来,我国华南、江南南部多次出现强降水过程。6月17日北京也遭遇今夏的一次较强降雨。5月间南方地区出现6次大范围的强降雨。然而依靠现有技术水平定时、定点、定量预报暴雨十分困难。暴雨预报的准确率为何低?近日,中央气象台首席预报员杨贵名等专家解析了这个问题。
中国暴雨强度大时间长
与相同气候区中的其他国家相比,我国的暴雨强度大、持续时间长、范围广……局地暴雨天气出现时,多伴随雷电和狂风。
6月中旬的3日内,华南地区连续出现了14次强降雨过程。5月致使广州变“水城”的暴雨,已刻在广东省气象台台长冯业荣的脑海里。“这场暴雨,相当于7个东山湖的水。”他认为,“像这种中尺度的暴雨预报是最困难的。”
强降雨过程频繁集中、局部地区降水强、局部地区强对流活动强,一度被总结为这几次大范围强降雨天气过程的特点。
“5 月7日的特大暴雨,广东省气象台能做到提前2小时预报实属不易。”中山大学大气科学系教授粱必骐表示,一个月内连续出现多次大范围的强降雨,这在南方地区也不多见。
有着20多年预报经验的杨贵名认为,华南不仅暴雨多,而且强度大,从区域范围看,华南是暴雨强度最大的地区。在我国,华南、长江流域和华北等地都曾出现过强暴雨。此外,也有少数一些暴雨出现在沿海地区,主要是由台风引起的。
南京大学教授余志豪提醒说,中国的暴雨个性化很强,暴雨有明显的集中期、局地性的暴雨越来越强,这种“雷人”的特点到底是暂时性的,还是未来暴雨的一种趋势很值得研究。
发达国家准确率只有22-23%
暴雨预报是世界性难题。从可预报性上看,暴雨作为中尺度系统,水平空间尺度很小。这种尺度天气系统的可预报性是非常低的。
中山大学大气科学系教授温之平表示,即使是在美国等发达国家,对暴雨预报的准确率也只有22-23%,而在我国,平均准确率更只有15-20%。
为什么暴雨预报准确率如此之低呢?大气科学界普遍认为主要有两个原因:
首先,从暴雨发生到维持的原因看,它是不同时间尺度、不同空间尺度影响系统相互作用的结果,不在一定的空间和时间范围内,对暴雨有关的各方面条件和资料进行全面和综合的分析,很难得出正确的预报。
其次,从常规高空观测系统上看,目前它所提供的有关暴雨观测资料和信息主要是针对天气尺度的,而对直接造成暴雨的中小尺度观测并不充分,甚至十分缺乏。
但是,问题又来了:卫星、雷达和自动气象站以及风廓线仪在暴雨面前难道都失灵了?
杨贵名认为,我国平均约200公里有一个常规高空观测站,且每日仅两次观测,而形成暴雨的云团面积都比较小,生命史短,时、空上经常成为“漏网之鱼”。现有观测资料依然不能代替高分辨大气内部气象要素的观测,无法满足暴雨预报所急需的精细化的观测。
目前天气预报已经进入数值预报时代。但暴雨预报实践表明,暴雨预报仅靠数值预报尚有相当困难,尤其是对突发性和持续性暴雨的预报在时间、地点、量值上都很难达到社会和公众需求。
香港天文台高级科学主任刘心怡称,现有的数值预报模式,由于初始场存在误差,而且对暴雨本身的物理过程,只能参数化模拟,其中的微小差别有时会带来巨大的连锁反应,造成预报上较大的误差。
特殊地形是预报“拦路虎”
我国特殊地理状况也是暴雨预报的拦路虎。专家分析认为,现有数值模式对地形模拟是很难的。
中国科学院大气物理研究所研究员高守亭称,我国受季风影响大,受西太平洋台风影响重,加之处于欧亚大陆东岸,同时春末夏初冷空气活跃,再加上青藏高原,地形复杂,这种背景加大了暴雨预报难度。
中国工程院院士丁一汇认为,大暴雨的发生地点与我国的大地形也有密切关系。华南的暴雨出现在十万大山、云开大山和南岭的迎风坡。
地形使暴雨“加量”的个例不在少数。专家分析称,1963年8月,沿太行山东侧出现的特大暴雨的幕后推手是山脉抬升作用。1975年8月,河南的一次特大暴雨,其中心林庄,正处在南、北、西三面环山,而向东逐渐形成喇叭口地形之中,同样由于地形作用,雨量骤增。
一场暴雨在地形作用下,雨量到底增幅了多少,目前尚无法对其定量。
因此,粱必骐郑重地说:“特殊的地形常常使暴雨不会按照常理出牌,突发的局地暴雨自然让人猝不及防。不要说准确预报暴雨,即使‘事后诸葛亮’,对一些罕见大暴雨还是无法解释其形成原因。这就是暴雨预报遭遇的现实尴尬和无奈。”
余志豪则表示,我国南北纬度相差大,加上地形复杂,因此出现各种怪天气的几率比较大。如南方地区遭遇持续强降雨的同时,北方的很多地区却还有低温、干旱和雷电等多种灾害。多种气象灾害的共存正是因为我国地理位置的多变。
GRAPES数值系统带来曙光
“要通过深入研究暴雨形成的机理、完善暴雨预报模式、增加观测网密度等来不断提高暴雨预报预测准确率。”杨贵名认为,天气预报,尤其是暴雨预报并不能完全依赖于数值预报,必须发挥预报员的主观能动性。通过预报员掌握的理论知识、经验、资料与信息和其他预报方法对数值预报的结果进行有效的订正,甚至在必要时进行更改,最终确定的预报结果可能偏差缩小、较接近实际。
丁一汇院士则表示,数值天气预报仍然是暴雨预报的主要依据。数值预报加预报员订正的半理论半经验方法是天气预报也是暴雨中、短期预报在未来相当长一段时期内的主要预报方法。要达到完全客观化、自动化的时代还要走十分漫长的路。
目前,由我国自主研发的GRAPES数值天气预报系统1.0版本已实现准业务运行。相关检验表明,该系统对雨带预报基本正确,这也将给中国的暴雨预报带来曙光。
短时临近预报同样是提早预知暴雨的重要手段。余志豪认为,目前虽然无法提前若干天预报每场暴雨,但可做好短时临近预报,弥补突发性、局地性暴雨预报的不足。
除此之外,粱必骐认为,应加强暴雨机理和预报方法的研究。同时,暴雨理论研究应与暴雨预报实践相结合,谨防出现脱节。
■知识链接
暴雨防范主要措施
截至5月上旬,北京市今年平均降水量已经达到82毫米,比以往同期40毫米的降水量多了一倍多,今夏北京局部地区有可能遭遇极端天气发生暴雨。如何防范暴雨,使影响降低呢?
1.暴雨来临前,应仔细检查房屋,尤其是注意及时抢修房顶,预防雨水淋坏家具或无处藏身,预防雨水冲灌使房屋垮塌、倾斜。
2.暴雨持续过程中,应确保各种水道畅通,应防止垃圾、杂物堵塞水道,造成积水。
3.一旦家中进水,应当立即切断家用电器的电源,防止积水带电伤人。
4.注意随时收听收看天气预报预警信息,合理安排生产活动和出行计划,暴雨天尽量减少外出。
5.山区大暴雨有时会引发泥石流、滑坡等地质灾害,附近村民或行人要尽量远离危险山体。