被忽视的北方暴雨

杜玮

7月24日，河南安阳市滑县，卫河长虹渠蓄滞洪区内的道路已被洪水淹没。图/中新

7月20日傍晚，当看到无数汽车漂在市区主干道的水面上，乘客被困于地铁进水车厢发帖求救的消息时，许多郑州市民才意识到，这不是一场普通的内涝。这一天的16时～17时，郑州最大小时降雨量达到201.9毫米，超过46年前河南“75·8”暴雨创下的1小时降雨198.5毫米的纪录，也突破了中国大陆小时降雨量极值。

从7月17日8时到21日8时，郑州4天的降雨量已超过平均全年降雨量的七成，郑州、嵩山、新密等10个国家级气象站日降水量超出建站以来的历史极值。

1949年以后，河南共发生过5次全省性强降雨，但这次暴雨中，全省累计雨量最大值、一小时最大降水量及日雨量均大于上述5次降水，日最大降水量和6小时最大降水量仅次于“75·8”暴雨，强度达“特强”等级。

对于这一强降水，并非没有天气预警。从7月19日晚到20日16时30分前，郑州气象局和河南省气象台分别接连发布了5次级别最高的暴雨红色预警。只不过，暴雨预报仍属于世界性难题。目前的预报能力，只能预报局地强天气可能出现的范围，世界范围内暴雨预报准确率也就在20%上下。

这场强降雨依然暴露出“75·8”暴雨后的四十多年来，对中国北方暴雨的轻视和预报的薄弱。

北方暴雨精准预测之难

虽然郑州气象局发了5次“红警”，但想要对暴雨更精准的定点、定时、定量预报依然很困难。国家减灾委专家委员会委员、中国水利水电科学研究院防洪减灾研究所原所长程晓陶在接受《中国新闻周刊》采访时指出，这次在预报大雨时，一开始气象部门预测降雨中心在焦作，但最后实际是在郑州，稍有一些偏离，两地相距80多公里。

关于此次河南极端强降水的形成过程，中国气象局公共气象服务中心气象服务首席专家朱定真解释说，虽然台风“烟花”当时距离我国还有近一千公里，却远程控制了河南暴雨。在“烟花”和副热带高压的气流引导下，大量的水气通过偏东风源源不断从海上输送到陆地，在河南集结成雨，再遇到太行山和伏牛山，在山前出现辐合抬升，地形导致降雨范围集中，雨势更强。大气环流形势稳定，导致降雨持续时间长。

业内一位不愿具名的权威人士对《中国新闻周刊》说，更关键的，要看中小尺度系统和天气尺度系统之间如何相结合，怎样互相作用产生更强中小尺度系统，这才是导致强降水的更根本原因。所谓尺度，就是指天气系统影响的范围、水平距离大小，造成暴雨的是25千米至250千米的中尺度系统。

天氣与气候学家、中国工程院院士丁一汇曾发文指出，中小尺度天气系统由大尺度系统“孕育”，中小系统产生、壮大后，又反过来能对大尺度系统起到反馈作用，使得暴雨系统加强和延续。一次大暴雨的生命史是复杂的，数学上，这种不同天气尺度系统相互作用是一种非线性问题，暴雨预报的困难即在于此。

此次河南暴雨后，郑州气象局官方微博也发文解释说，从常规高空观测系统上看，目前它所提供的有关暴雨的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。“这就好比用网捕鱼，网眼太大，小尺度的天气系统难免会成为漏网之鱼”。

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研究员孙继松解释说，中小天气尺度系统难以预报的原因缘于两方面，一方面在于分辨率，比如说，一棵树的蒸腾作用，也会对降雨产生影响，但在数值预报系统中，对此难以准确描述。目前世界范围内的天气预报以数值预报系统为主，再结合预报员自身经验，作出综合判断。所谓数值预报，就是以一定距离网格点为计算单位，将卫星、雷达、自动站等各种观测资料都汇入一套系统协调、同化，经过一组设定好热力学、动力学方程运算，得出预报结果。国内采用的是自主研发的数值预报系统GRAPES。

但即便分辨率做到更加精细，对于中小尺度天气系统到底将如何演变、会产生怎样的天气现象，还是不明确。气象预报和研究人员对于降水产生的机制，动力学和热力学过程并没有完全弄清楚。运用数值预报时，会设置很多近似和假设参数，而往往这些假设和真实天气演变不符，这就造成中小尺度天气难以预报或预报不准。

中科院大气物理研究所研究员高守亭指出，另一个影响暴雨预报准确率的关键因素是风。当下，世界范围内对于风的形成和预报都缺少很好的理论研究。“由于风的原因，一片云酝酿的降水还没来得及下，就被推到其他地方。雨滴在什么时候落、落到哪都难以掌握，降水结束时间也难以确定，导致了局地天气预报很困难。”关于暴雨天气预报，最大两个难点，一是雨的形成机理，二是风场运动，都不过关。

高守亭说，华北暴雨往往呈现短时强降水的特点。其中一个很重要原因在于华北地区降水受高空冷空气影响，与来自低层的暖湿气流相遇时，上冷下暖，位势不稳定，容易产生强对流，这就好比烧水过程一样。他介绍，河南在地理划分上虽然属于华中地区，但从气象学角度看，河南的强降水仍属于华北暴雨的研究范畴。

前述不愿具名业内人士说，郑州作为常住人口1260万的超大城市，热岛效应也对降雨有着明显影响。有研究表明，极端强降水的增强趋势有向城市中心区集中的趋势，比如上海就呈现“雨岛”效应。郑州位于黄河南岸，河水的冷空气和城市暖空气也容易发生对流，抬升暖空气，产生降水。

北方暴雨不被重视但短时强度很大

暴雨预报本身就有难度，而华北暴雨比南方暴雨预报的准确度更低。高守亭说，其中一个原因在于，华北下暴雨几率小，区域性暴雨一年就一到两次。相比之下，南方梅雨季动辄一个月，在这个背景下，预报员预报下雨的正确概率就要大得多。同时，长江流域梅雨形成有其规律可循：主要是西北和西南两支气流汇合，形成对流。华北处于冷暖空气都比较活跃的交接面，每一次形成暴雨的天气系统都不尽相同，天气系统的变化性更大，不好预报。