近年來，暴雨這個關(guān)鍵詞越來越頻繁地出現(xiàn)在熱搜上，也切實發(fā)生在我們的生活中。
從1961年到2023年，我國平均每年要發(fā)生38次暴雨過程。從數(shù)據(jù)看，極端降水發(fā)生頻次和強度增加顯著，短歷時降水破紀錄事件趨頻。
越下越大的暴雨，造成的影響及其引發(fā)的內(nèi)澇、山洪、泥石流等次生災害愈加明顯，不斷向政府和公眾提出新的應對命題。氣候變化背景下，暴雨趨勢走向如何？技術(shù)不斷進步，為何暴雨預報不能做到“百發(fā)百中”？
極端降水趨頻
我國是一個多暴雨的國家。雨帶在遼闊的地域從南向北推進，造就了不同區(qū)域不同類型的暴雨——華南前汛期暴雨、江淮流域梅雨鋒暴雨、華北低槽和低渦暴雨……主要集中在5至8月汛期的暴雨，強度大、極值高、持續(xù)時間長、范圍廣。
今年華南前汛期暴雨接連不斷，截至5月中旬，華南地區(qū)（福建、廣東、廣西、海南）降水為1961年以來同期最多。今年發(fā)生的前12次區(qū)域暴雨過程，11次都下在了南方，明顯多于常年同期的7.4次。
與此同時，暴雨這個刻板印象中的南方“特產(chǎn)”，在北方似乎也越來越常見。
國家氣候中心首席預報員鄭志海說，近年來，東北、華北等地夏季降水處于偏多的年代際背景下，尤其是華北地區(qū)，2016年以來有7年降水偏多。
其中一些極端事件，更讓人印象深刻。2021年7月河南發(fā)生特大暴雨災害，鄭州氣象觀測站以201.9毫米的小時降雨量突破我國大陸有記錄以來的歷史極值。去年夏天，受臺風“杜蘇芮”殘余環(huán)流影響，京津冀等地出現(xiàn)暴雨過程，多地受災。
“全球變暖帶來的大氣含水量升高、城市熱島效應加劇等，將增加城市極端暴雨的頻次和強度?！敝袊鴼庀缶治錆h暴雨研究所總工程師萬蓉說，雖然變暖會減少熱帶氣旋數(shù)量，但會增加其強度和隨之帶來的降雨。
可以說，極端強降水發(fā)生的風險增大，已經(jīng)從學術(shù)研究走向我們將長期面對的現(xiàn)實。
難以精準模擬
難以捉摸的落區(qū)、出人意料的降水量，常是暴雨致災的重要原因。技術(shù)發(fā)達的今天，暴雨仍無法被準確預報在幾點幾分下、下在哪個區(qū)，讓許多公眾感到難以理解。
影響暴雨發(fā)生發(fā)展的因素繁多且復雜，風云變幻的過程和影響很難被精確量化。從事暴雨研究多年的武漢暴雨研究所暴雨數(shù)值預報研究室主任周志敏，將暴雨數(shù)值預報模式過程比作解一個巨大的方程組。
“衛(wèi)星、雷達等各種探測數(shù)據(jù)進行同化后，進入方程組得到一個初始解，然后不斷迭代?！敝苤久粽f，由于目前對暴雨物理過程的認知并不完整，因此方程組無法準確描述這些自然現(xiàn)象及相互作用。
一方面方程組還不能完全準確反映暴雨發(fā)生發(fā)展的實際過程，且在這個龐大的方程組里，未知數(shù)的個數(shù)遠大于方程數(shù)量，無法算出定解。另一方面，帶入這個方程組的未知數(shù)，即影響暴雨各因素的實際數(shù)值，也很難被準確觀測。
“沿海和梅雨鋒暴雨的雨滴形狀其實不同，沿海小雨滴多，梅雨鋒雨滴直徑要大一些，但在模式里看不出這些差異。”周志敏說，這些細節(jié)也是影響突發(fā)性、局地性暴雨預報準確率的關(guān)鍵。
有著近20年預報業(yè)務經(jīng)驗的武漢中心氣象臺首席預報員鐘敏認為，突發(fā)性、局地性、極端性暴雨仍是預報瓶頸?！皵?shù)值預報模式還有優(yōu)化空間，實時觀測資料不充足也限制了短臨預報提前量的提升。”鐘敏說。
事實上，在暴雨機理和預報的研究上，科學家們一直在回答是什么、為什么、怎么辦的問題?！氨┯臧l(fā)生時的真實狀態(tài)是什么？什么原因、哪些因素在起主導作用？后面它會怎樣發(fā)展？我們一直在圍繞這三個問題開展研究。”萬蓉說。
向微觀深入
在位于湖北咸寧的中國氣象局長江中游暴雨監(jiān)測野外科學試驗基地，風廓線雷達、激光雨滴譜儀、云高儀等設備實時捕捉不同高度大氣狀態(tài)風的物理參量、雨滴形狀、云底高度等。約300公里外的大洪山試驗基地，更是分別在海拔211米、515米、985米、1050米布設多種氣象觀測設備，試圖為暴雨的形成演變描繪清晰畫像。
目前我國從地面、雷達、衛(wèi)星遙感和探空等多個維度開展暴雨觀測體系建設。據(jù)統(tǒng)計，全國氣象部門地面自動站共計76245個，氣象衛(wèi)星9顆，新一代天氣雷達252部，X波段天氣雷達294部，風廓線雷達225部，探空站120個。
觀測要素內(nèi)容和范圍精度的提升，讓一些此前的認知盲區(qū)被揭開。
“觀測資料更精細后，我們發(fā)現(xiàn)在一公里以下有一支低空急流，尺度在幾十到一兩百公里之間，其出口處通常就是強降雨中心。”武漢暴雨研究所研究員汪小康說。
對暴雨預報這個世界級難題來說，更精確的觀測、更深入的機理研究一直是學界和業(yè)界共同面臨的難點和努力方向。
“暴雨的環(huán)境場怎么配置、動力場和熱力場是怎樣的、水汽條件和地形特征如何等，它們相互影響從而產(chǎn)生不確定性，所以我們需要深入到微觀去研究分析?！比f蓉說。
專家表示，除提高預報預警準確率外，應對暴雨還需提高水利、防汛設施水平，推進韌性城市建設，全面提升防災減災救災能力。
