河南旱澇急轉(zhuǎn)，原因為何？今年洪水為什么偏多？

出品：科普中國

作者：半懶不懶（中國科學(xué)院大氣物理研究所）

監(jiān)制：中國科普博覽

圖片來源：中國新聞周刊

在剛剛過去的2024年6月，河南數(shù)次因為大旱登上熱搜。河南省應(yīng)急管理廳防汛抗旱處表示，2024年5月，河南省降雨量比正常情況少70%以上，且50%以上的氣象監(jiān)測站點達到了中旱以上等級。2024年6月12日河南16個地市監(jiān)測到氣象干旱達到重旱等級以上，并持續(xù)10天。

圖片來源：國家氣候中心

河南：難！一波未平，一波又起

極度的干旱下，是焦灼的農(nóng)民和待哺的莊稼。在2024年6月15日夜里和6月20日夜里，河南部分地區(qū)終于等來明顯降雨，并于2024年22日解除了抗旱四級應(yīng)急響應(yīng)。正當大家以為久旱逢甘霖、旱情終于緩解之時，卻沒想到一波未平一波又起，一場新的危機已經(jīng)暗中孕育。

圖片來源：河南氣象

2024年6月中下旬到7月，隨著主雨帶北抬，河南迎來了數(shù)次暴雨，僅7月14日8時至18日8時，全省平均降水量達到了117.2毫米，降水量最大的社旗縣大馮營更是達到了867.1毫米。南陽社旗國家氣象觀測站2024年7月15日20時至16日06時降雨量達到418.6毫米，大幅打破當?shù)厝沼炅考o錄。7月17日，河南已經(jīng)處于重大氣象災(zāi)害（暴雨）一級應(yīng)急響應(yīng)狀態(tài)。2021年河南鄭州特大暴雨剛過去3年，沉痛猶在，河南，又一次因為極端暴雨上了熱搜。

圖片來源：河南省氣象臺

暴雨后的河南社旗縣村莊

（圖片來源：央視新聞）

旱澇急轉(zhuǎn)：患寡而患不均

從大旱到大澇，河南僅用了不到一個月的時間。這就是旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

旱澇急轉(zhuǎn)是指區(qū)域氣候在同一季節(jié)內(nèi)旱澇交替出現(xiàn)的情形，即短期內(nèi)降水的劇烈變化和極度不平衡，包含旱轉(zhuǎn)澇事件和澇轉(zhuǎn)旱事件。簡單的來說，就是一定時間內(nèi)降水的不均勻分配，主要發(fā)生在春季、夏季及其交接期。相較于單獨發(fā)生的旱或者澇異常，這類復(fù)合型事件雖然發(fā)生概率低，但對生產(chǎn)生活和防災(zāi)減災(zāi)等構(gòu)成的威脅，更為巨大。

過去40年中國的旱澇急轉(zhuǎn)頻率分布:(a) 旱轉(zhuǎn)澇事件和(b)澇轉(zhuǎn)旱事件

（圖片來源：參考文獻1）

2011年中國長江中下游地5-6月發(fā)生的旱澇急轉(zhuǎn)致使3394.7萬人受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失293.6億元，為當年十大天氣事件之一。2023年6-7月，華北地區(qū)降水偏少，多地發(fā)生不同程度干旱；8月初，華北大部分地區(qū)出現(xiàn)極端暴雨，僅北京市有129萬人受災(zāi)，33人死亡，農(nóng)作物受災(zāi)面積達1.5萬公頃。

這種急速的變化不僅影響農(nóng)作物生長。前期的持續(xù)干旱會使得土壤水分流失，削弱吸水能力，在面對突如其來的暴雨時，雨水會更容易在地面聚集。帶來的地質(zhì)災(zāi)害滯后性效應(yīng)，可能引發(fā)城市內(nèi)澇、山洪及公路沿線邊坡塌方、滑坡等次生災(zāi)害，因此旱澇急轉(zhuǎn)雖然發(fā)生頻率低，但致災(zāi)性往往在前列。

7月，為什么是北方的眼淚？

其實不僅是河南，我國旱澇急轉(zhuǎn)事件時有發(fā)生，多集中在中國中東部和東北部，淮河流域、黃河流域和長江流域。

1961—2021 年旱澇急轉(zhuǎn)事件頻次空間分布

（圖片來源：參考文獻2）

在這次河南被暴雨襲擊時，隔壁的山東也在“受苦受難”。2024年7月以來，山東全省平均降水量較常年同期偏多392.9%。僅7月6日至9日，山東降水量超過250毫米的站達167個，臨沂坊前降水量最大達607.6毫米，多地單日雨量打破歷史紀錄。

圖片來源：中國天氣

由于受季風(fēng)氣候和復(fù)雜地理環(huán)境影響，氣象條件變化是重要的驅(qū)動因素。大氣環(huán)流形勢、海面溫度異常及暖濕氣流向北輸送異常耦合作用，都會影響旱澇急轉(zhuǎn)事件的出現(xiàn)。例如，長江中下游、西南地區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)主要與中高緯地區(qū)的高空西風(fēng)、中低緯地區(qū)的西太平洋副熱帶高壓位置以及低緯度地區(qū)的水汽輸送條件有關(guān)系。

影響旱澇急轉(zhuǎn)的主要因素

（圖片來源：參考文獻3）

為何我們總在7月聽到北方暴雨的消息呢?這是因為受到西太平洋副熱帶高壓（簡稱“副高”）的影響，北方暴雨最容易發(fā)生在“七下八上”的防汛關(guān)鍵期。

圖片來源：中國氣象報

對2024年而言，疊加了全球變暖和厄爾尼諾事件的影響，上半年北方地區(qū)(除東北之外)區(qū)域氣溫明顯偏高。隨著副高加強北抬，并維持在黃淮地區(qū)，西南暖濕氣流就隨著副高邊緣不斷向北輸送，形成河南一帶高溫高濕的形勢，又在這里與來自北方的南下冷空氣（是的，即使在酷夏也有冷空氣南下）相遇，地形抬升結(jié)合截然不同脾氣的冷暖空氣打架，就容易產(chǎn)生暴雨并維持，造成了這里的旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

未來：越來越多的旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象

值得注意的是，在氣候變化的大背景下，我國旱澇急轉(zhuǎn)事件呈現(xiàn)增加態(tài)勢。

1961—2021 年中國受旱澇急轉(zhuǎn)事件影響范圍及趨勢

（圖片來源：參考文獻2）

一方面，隨著溫室效應(yīng)增加，全球氣溫升高，導(dǎo)致地表蒸發(fā)加劇，中等強度降水和弱降水減少，導(dǎo)致干旱風(fēng)險增大。因此，未來遭受干旱頻率和嚴重程度增加的區(qū)域總面積將隨變暖加劇進一步擴大。

20世紀中葉以來極端熱事件的變化與歸因，分別是北美包括NWN（北美西部?北部地區(qū))、NEN（北美東部?北部地區(qū))、WNA（北美西部)、CNA（北美中部)、ENA（北美東部);中美包括NCA（中美北部)、SCA（中美南部)、CAR（加勒比海);南美包括NWS（南美西部?北部地區(qū))、NSA（南美北部)、NES（南美東部?北部地區(qū))、SAM（南美季風(fēng)區(qū))、SWS（南美西部?南部地區(qū))、SES（南美東部?南部地區(qū))、SSA（南美南部);歐洲包括GIC（格陵蘭/冰島)、NEU（歐洲北部)、WCE（歐洲中西部）、EEU（歐洲東部)、MED（地中海);非洲包括MED（地中海)、SAH（撒哈拉)、WAF（非洲西部)、CAF（非洲中部)、NEAF（非洲東部?北部地區(qū))、SEAF（非洲東部?南部地區(qū))、WSAF（非洲南部?西部地區(qū))、ESAF（非洲南部?東部地區(qū))、MDG（馬達加斯加)；亞洲包括RAR（俄羅斯北極地區(qū))、WSB（西西伯利亞)、ESB（東西伯利亞)、RFE（俄羅斯遠東地區(qū))、WCA（中亞西部)、ECA（中亞東部)、TIB（青藏高原)、EAS（東亞)、ARP（阿拉伯半島)、SAS（南亞)、SEA（東南亞);澳大拉西亞包括NAU（澳大利亞北部)、CAU（澳大利亞中部)、EAU（澳大利亞東部)、SAU（澳大利亞南部)、NZ（新西蘭);小島國包括CAR（加勒比海)、PAC（太平洋小島國）。

（圖片來源：參考文獻4）

水循環(huán)示意圖

（圖片來源：參考文獻5 ）

另一方面，大氣保持水分能力增強，水循環(huán)將持續(xù)增強。全球變暖每增加1℃,近地面大氣持水能力即增加約7%。在全球尺度上，表現(xiàn)為總降水量增加與降水極端性增強，洪澇風(fēng)險增大。

20世紀中葉以來強降水事件的變化與歸因

（圖片來源：參考文獻4）

進一步的，全球濕潤區(qū)（主要包括熱帶、季風(fēng)區(qū)、中高緯地區(qū)）因總降水增多而變得更濕潤的同時，降水在時間上的分配也將變得更不均勻，干濕時期間的波動將更劇烈。

結(jié)合降水平均態(tài)和變率變化劃分的降水變化型式，填色為降水變率變化與平均態(tài)變化的比值

（圖片來源：參考文獻6）

這種區(qū)域性干旱事件與極端降水事件同時增多、增強的趨勢，導(dǎo)致未來更容易出現(xiàn)“大旱之后必有大澇”這種現(xiàn)象。

對我國而言，夏季旱澇急轉(zhuǎn)將更加頻繁，春季旱澇急轉(zhuǎn)將在中國大部分地區(qū)顯著增加。華北平原作為中國人口最稠密的地區(qū)，也是中國最大的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，預(yù)計將有越來越多的旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生，且強度增強。

中國10個氣候區(qū)(a澇轉(zhuǎn)旱事件和(b) 旱轉(zhuǎn)澇事件在不同季節(jié)的面積加權(quán)平均值的預(yù)估變化。該值大于0表示預(yù)計旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生的頻率會增加，小于0表示預(yù)計DWAA事件發(fā)生的頻率會減少。

（圖片來源：參考文獻7）

河南：是縮影，也是代表

為什么我們要將河南單拎出來講？

“一部河南史半部中國史”。河南的苦與淚是千千萬萬我國受到極端天氣影響的人們，特別是農(nóng)民的縮影。

河南作為產(chǎn)糧大省，貢獻著全國十分之一的糧食，是當之無愧的糧倉。糧食的收成更是直接決定著農(nóng)民的生存。但位于南北過渡帶的它，總是既飽受水災(zāi)又飽受旱災(zāi)，遭遇了太多苦楚。

僅2021年7月中下旬河南省發(fā)生的極端強降雨就造成了全省1453.16萬人受災(zāi)，302人遇難，倒塌及損壞房屋累計784265間，直接經(jīng)濟損失1142.69億元。

數(shù)字背后，是6月頂著高溫引水灌溉，拼命抗旱的人民，和7月無力地被一場場暴雨淹沒的田地。極端天氣的增多是血淋淋的現(xiàn)實，它已經(jīng)不是口號，確切地影響著千千萬萬人民的生存。

因為不僅是對河南而言，還是任何遭受極端天氣影響的地區(qū)而言，不僅是農(nóng)村，大型城市的韌性建設(shè)也是必須要重視的。

暴雨中的河南

（圖片來源：中國新聞周刊）

值得慶幸的是，我國一直堅持人民至上、生命至上的原則。在每一次極端災(zāi)害發(fā)生后，都會在第一時間采取有效救援避險措施，幫助做好受災(zāi)群眾基本生活保障等救災(zāi)救助工作。

河南南陽社旗縣李店鎮(zhèn)青臺村救援現(xiàn)場

（圖片來源：央廣網(wǎng)）

隨著我國綜合防災(zāi)減災(zāi)能力的提升，即使極端災(zāi)害在增加，受災(zāi)人口也呈現(xiàn)出下降趨勢。

2002-2022 年逐年中國受災(zāi)人口情況和中國直接經(jīng)濟損失情況

（圖片來源：參考文獻7）

但是我們?nèi)砸?，極端災(zāi)害對我國，甚至全球造成的直接經(jīng)濟損失并未因此顯著降低。氣象災(zāi)害將在很長一段時間內(nèi)呈現(xiàn)出長期性、突發(fā)性、巨災(zāi)性和復(fù)雜性，而對極端災(zāi)害的準確預(yù)測依然困難。對個人而言，我們需要樹立極端天氣常態(tài)化的意識，提升防汛避險意識和自救互救能力，來適應(yīng)氣候變化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)了。

參考文獻

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