85岁老院士：河南暴雨思考
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本文由天气动力和数值预报资深专家、中国工程院李泽椿院士领衔的国家气象中心团队，对数十年来大量气象材料进行深入分析而成。文章指出，我国是受暴雨灾害影响最为严重的国家之一，文章有删节。
◎ 作者 l 李泽椿、谌芸、张芳华、孙军、王月冬、符娇兰、于超
本文4939字，精读完需12分
7月20日，河南郑州等多地降雨量突破历史极值，甚至达到“千年一遇”水平，灾害之严重，令全国人民揪心。其实中原大地，饱经沧桑，历史上发生在河南地区的水患不计其数。（为什么日本学者写的中国历史却风靡全国政商圈？）
1975年8月，河南地区即创下6小时降雨量830mm的世界极值。自"75·8"暴雨之后，我国不断完善气象观测系统与观测能力，但暴雨危害仍在持续增加。
近10年来，暴雨对国民经济与人民生活的影响与日俱增，暴雨灾害在和平时期是对国家安全的重大威胁。尽管我国在暴雨预报系统建设、能力提升等方面取得长足进步，但仍有不可忽视的短板。
➤ 一是暴雨机理研究不足，我们对宏观气象系统的认识有了质的提升，但对局地地形、气候背景等对暴雨灾害的影响认识不足；
➤ 二是气象灾害预报技术手段与人才培养仍有进步空间；
➤ 三是气象预报对新技术的运用不足，平台资料的汇整与分析能力提升尚需时日。
据此，我们应该补足短板，迎难而上，特别是需要形成气象领域专业界与普通公众之间的信息交换，如此方可提高公众对气象灾害与极端天气的防范意识，尽最大可能减少人员与财产损失。
由河南“75.8”特大暴雨引发的思考
暴雨(含台风暴雨、北方暴雪) 是我国最主要的气象灾害。在和平发展、快速经济建设时期，干旱造成的损失虽然很大，但国家社会行为及工程技术有可能给予相当的防范，而由于暴雨的极端性、突发性和局地性给预报带来很大的不确定性，因此现代科学技术的发展应对暴雨灾害比应对干旱灾害具有更大的困难。
1975年8月4日至8日，该年度第3号台风在中国福建晋江登陆后，北上至河南省伏牛山脉与桐柏山脉之间的大弧形地带“停滞少动”，并在其他天气尺度系统的参与下，造成历史罕见的特大暴雨，史称 “75·8”特大暴雨。
该次过程最大累积雨量达1631 mm，大于1000 mm的降水区集中在京广铁路以西板桥水库、石漫滩水库到方城一带。板桥水库附近的林庄的最大6h雨量为830mm，超过了当时世界的最高纪录782mm; 最大24h雨量为1060mm，也创造了我国同类指标的最高纪录。
特大暴雨造成驻马店地区60多个水库垮坝溃决，1015万人受灾，超过2. 6万人死难，直接经济损失近百亿元 (据当时的估价) ，是世界最大最惨烈的水库垮坝惨剧。
“75·8”特大暴雨之后，暴雨灾害和暴雨预报越来越得到气象学家的高度重视。近20年来，得益于日渐完善的气象观测系统、高分辨率数值模式的发展及诸多先进科研成果的应用，我国暴雨预报业务步入崭新的发展阶段，暴雨预报准确率稳步提高。
但暴雨是多尺度系统共同作用的产物，形成机理复杂，加之我国地域辽阔、地形地貌多样，无论天气尺度模式还是中尺度模式对其预报能力均有限，暴雨尤其是极端性暴雨和局地突发性大暴雨的预报准确率和精细化程度仍远远达不到社会发展和防灾减灾的需求。
暴雨影响是我国和平时期最主要的桎梏
暴雨是我国多发的一种灾害天气，暴雨洪涝是我国最常见最严重的自然灾害，对社会经济、国家安全等有直接而严重的影响。（生不愿封万户侯，但愿一读胡适之）
各级领导和科技干部应当认识到做好暴雨预报应当是气象部门长期、稳定、首要的任务，不应因社会舆论而转移。
近20年我国重大暴雨灾害事件遍及大江南北城市乡村。
我国是世界上暴雨天气出现频次、影响程度、影响范围都很大的国家，几乎全国各地都不同程度受其影响。近20年，虽然我国各项基础设施均有明显改善，但暴雨频发，造成的危害仍然严重，并且产生许多新的影响。
1998年夏季，由于持续的强降雨天气，长江流域发生了继1954年之后又一次全流域大洪水，东北地区的松花江、嫩江也发生了百年不遇的特大洪水; 持续强降水还引发山洪暴发、围垸漫溃及山体滑坡、泥石流等，造成近2000人遇难，直接经济损失超过2000亿元。
因登陆台风造成的大范围暴雨灾害、城市内涝等屡见不鲜，近几年 “尤特”、“潭美”、 “菲特”、“海燕”、“威马逊”、“麦德姆”等登陆台风给我国华南、江南及华东大部地区带来强风暴雨，并由此引发一系列次生灾害。
2013年10月6日至8日，受1949年以来10月登陆我国大陆地区的最强台风——“菲特”的影响，浙江、福建、江苏、上海等省市出现狂风暴雨，10人因灾死亡，1人失踪，直接经济损失623.3亿元，居近10 年来单个台风直接经济损失之首。
除了区域性强降雨和流域性大洪水，局地强降水尤其是短时间内产生的强降水造成的灾害也非常严重。
➤ 2005年6月10日中午，黑龙江省宁安市沙兰镇西北上游突降特大暴雨，汇集成洪水和泥石流冲入沙兰镇中心小学，造成117人遇难，其中包括105名学生，现场惨烈的状况引起非常强烈的社会反响。
➤ 2010年8月7日夜间，甘肃省舟曲县城东北部山区突降暴雨，40多分钟内降雨量达97mm，引发特大山洪地质灾害，造成1481人遇难，318人失踪。
近些年我国不少大城市因暴雨导致的洪水和内涝，造成了严重的人员伤亡和财产损失。
➤ 2012年7月21日，北京遭遇历史罕见的大暴雨，11个气象站观测到的雨量突破了建站以来的历史极值，部分地区一天降雨量达到甚至超过了年平均降雨量。北京出现极其严重的城市内涝，部分中小河流和水库出现汛情，79人遇难，受灾人口达190万人，因灾造成经济损失近百亿元。
➤ 2007年7月18日，济南突降暴雨，造成30多人死亡，170多人受伤，约33万群众受灾，直接经济损失约13.2亿元。
➤ 2001年8月5日，上海市出现特大暴雨，黄浦区和徐家汇日雨量分别达294和275mm，为50 年来最大，造成了非常严重的城市内涝。
2008年年初春运期间，我国南方大部分地区接连出现4次雨雪天气，导致历史罕见的大范围持续性低温雨雪冰冻灾害，造成交通严重受阻，电力、通讯中断，能量供应紧张，群众生活困难; 天气灾害与春运高峰叠加，造成了严重的交通阻塞。
因此，我国的暴雨灾害遍及大江南北城市乡村，既有大范围流域性洪涝，更有中小尺度局地暴雨造成的灾害，极端性暴雨天气也是频频出现，因冬季较强雨雪天气造成的低温雨雪冰冻灾害同样可以造成广泛和持续的严重社会影响。
近10年我国及全球暴雨灾害影响社会各领域，经济损失呈加重趋势。
表1为2004-2012年中国暴雨灾害受灾情况，图1为造成的直接经济损失与死亡人数。
表1：2004 - 2012年中国暴雨灾害受灾情况
注：数据来自2004 - 2012年《中国气象灾害年鉴》
图1 2004 - 2012年中国暴雨灾害造成的直接损失与死亡人数
由表1和图1可见: 2004 - 2012年，全国因暴雨灾害年均死亡人数约1260人，直接经济损失1155. 5亿元，农作物受灾927. 4万公顷——全国因灾死亡人数整体呈减少趋势，但因社会经济快速发展、行业间相互依赖关系紧密、社会财富不断增长，因灾造成的经济损失呈上升趋势。
同时，暴雨灾害造成的影响越来越严重，且产生了许多新的灾害特点，如破坏生态环境、影响水质、破坏居住条件、降低交通效率等。
1998年是50年来全球重大洪水灾害最严重的一年，受灾人口达到291.31百万，受灾经济损失达到391.01亿美元; 1991年次之，受灾人口达227.55百万，受灾经济损失为309. 72亿美元。
不论受灾人口还是受灾损失，中国都是世界上最严重的国家。严重的洪水灾害，造成了巨大的经济损失，这将对中国经济的可持续发展产生重大影响。
表2 全球1950 - 2004年重大洪水灾害地区分布
综上分析，我国是世界上受暴雨灾害影响最为严重的国家之一。
随着科学技术的飞速发展，人类的防灾减灾能力也逐步提高，但极端性和局地突发性暴雨灾害的预报能力进展并不显著，由暴雨灾害导致的经济损失和受灾人数却并没有显著降低，暴雨灾害对社会经济的可持续发展及社会稳定的影响日趋严重。
近20年我国暴雨预报业务进展及存在的问题
暴雨预报是预报员在对其形成机理深刻认识的基础上，充分利用现代化的观测资料、高分辨率的数值模式、先进的统计模型，并结合预报员的主观经验综合而成的。暴雨预报多年来有了很大进步，各级气象台为防灾减灾做出了杰出贡献。
暴雨机理研究取得显著进展。在暴雨机理方面的主要进展体现在高频卫星和多普勒雷达应用后，人们对暴雨的中尺度结构和演变规律等有了更精细的认识。
中小尺度天气系统的发展演变很大程度上决定了暴雨的分布和强度，在中尺度对流系统结构和中尺度系统的移动与传播等方面的研究对改进暴雨的预报有显著作用。
最近20 年，我国气象科学家经过不懈的努力，在暴雨机理研究领域做出了令人瞩目的成就。成果主要来源于以南方暴雨为主要研究内容的3个国家级重大项目: “海峡两岸及邻近地区暴雨试验研究” ( 简称华南暴雨科学试验———HUAMEX) 和国家973项目“我国重大天气灾害形成机理与预测理论研究”、“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究”，以及在项目执行期间实施的3个野外科学试验所获取的丰富的中尺度观测资料。
我国各级预报员经过长期的业务实践和个例分析，特别是对疑难或预报失败个例的分析研究，对暴雨发生发展的机理进行了很好的验证和有益的补充。
我国暴雨预报存在的主要问题
我国暴雨天气形成机理复杂，地域特征明显，预报难度大，近20年来虽然取得了诸多进步，但距离防灾减灾的需求还有较大差距。
对我国暴雨发生发展的机理认识仍要深入。我国地域辽阔，地形复杂，暴雨影响因子多样，各地各季暴雨都有不同的特点，大范围极端性暴雨和中尺度突发性强对流暴雨是当前最为突出的预报难点，其机理研究和认识有待加强。
预报技术手段基础仍薄弱。数值预报模式在强降水的预报能力方面有了很大提高，区域性暴雨天气过程基本不会漏报，但具体的雨带位置和降雨强度仍有较大偏差，特别是对极端性暴雨和中尺度突发性暴雨预报能力仍有限。
各种模式产品释用和客观统计方法也是在数值预报基础上的再加工，预报准确率提高很受影响。
新型观测资料和数值模式使用能力不强。各种新型观测资料的快速业务化为预报员提供了分析暴雨天气的良好条件，但同样这些非常规资料在使用方面仍处于起步阶段; 同时，因业务流程和系统平台的局限，预报员分析新型资料的时间不够，分析不够细致全面。
另外，预报员对数值模式的物理过程及其对不同类型暴雨的预报性能了解还不深入，缺乏对中尺度模式的理解和应用技术，集合预报系统应用也处于探索、积累经验和应用发展阶段。
▲ 本次郑州暴雨现场
目前我国主要预报业务平台为MICAPS3 ，尚存在资料尤其是高分辨资料调阅显示速度慢、数据加工处理功能单一等缺点，制约了暴雨预报的精细化分析和准确率的提高。
梯队式预报员队伍建设仍需加强。现代气象预报业务向客观化和自动化方向发展，但预报员仍是满足国家防灾减灾和社会生产生活需要的预报服务业务主体。目前，各级气象台站均不同程度地存在骨干预报员缺乏的现象，尤其缺少在暴雨预报业务和研究方面的学科带头人，人才队伍建设任重道远。（袁滕飞视频全网下架，《这个历史挺靠谱》千万别再禁了）
近期我国暴雨预报业务的发展思考
暴雨是我国最主要的一种灾害性天气，对社会发展、民生福祉及国家安全都有深刻影响。
过去的20年，高分辨率的观测资料和数值模式不断发展，基于模式的后处理、检验订正技术逐渐在业务中发挥作用，各级预报员通过典型、疑难或预报失误个例的总结，加深了对暴雨机理的认识，我国暴雨预报业务在产品内容、形式、准确率和精细化程度等方面都取得了长足的进步。
▲ 本次郑州暴雨现场
除此之外，暴雨预报业务发展还需要高质量的现代化观测系统、科学合理的预报业务流程、技术流程，包括预报产品制作、发布的无缝隙对接等一系列保障措施，这是一项值得持续深入探讨的课题。
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