河南特大暴雨,从何而来

来源|地球知识局(ID:diqiuzhishiju) 作者|斯文的樊学长 头图|IC photo 2021年7月20日,河南省会城市城市郑州普降暴雨,很快便打破了中国单小时降雨量的最大值的记录。引发了严重的城市内涝,低洼地区的内涝很

来源|地球知识局(ID:diqiuzhishiju)

作者|斯文的樊学长

头图|IC photo


2021年7月20日,河南省会城市城市郑州普降暴雨,很快便打破了中国单小时降雨量的最大值的记录。引发了严重的城市内涝,低洼地区的内涝很快便从没过小腿,上升到齐腰深,进而没过车顶。一座省会城市的正常生产生活秩序被打断,公交、地铁、航班停运。


河南特大暴雨,从何而来

顷刻之间,一座城市便成汪洋

(图:网络)


而郑州作为中国重要的铁路交通枢纽,受灾后也导致大量经过郑州的火车停运。郑州市内汽车、仓库、一层底商浸泡在水中。这场暴雨造成的经济损失难以估量。


河南特大暴雨,从何而来

多辆高铁及火车因暴雨停运,火车站及高铁站内滞留了大量旅客

(图:网络)


郑州位于中国北方,并不是气候态降水的中心大值区。出现如此持续时间长、累积降水量大、强降水范围广、降水时段集中且极端性足够强的降水,确实是令所有人都始料不及的事。


那么郑州为什么会出现如此强烈且集中的降水?气象预报起不到作用吗?


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换做谁估计都顶不住啊(7月20日下午4点状况)


前所未有的暴雨


对于中国北方来说,7月末与8月初副热带气压带北移,季风从海洋中带来湿润的水汽,本来就是传统的汛期。这一阶段北方通常会迎来几场大雨,城市中可能会出现内涝,有相关生活经验的老者对此早已习惯。


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热带气旋是季风气候的重要参与者,每到夏季,一个接一个的台风逼近大陆并形成大量降水,不过绝大部分都在登陆后减弱,很少能深入内陆

(图:NASA)


郑州靠近中国地形二、三级阶梯的交界处,正好处在地形过渡区。地形抬升气温降低,空气中所能承载的水蒸汽最大容量相应减小(气象里的专业术语叫饱和水汽压降低),水蒸气就容易凝结成雨滴形成降雨。同时郑州又处在北方相对靠南的位置,来自海洋的水汽更容易输送到这里,所以每年这个时候连续几天出现阴雨天气是在正常不过的事


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由于南方遍布丘陵的缘故,第二、第三阶梯的分界在南方并不明显,但在北方,从河北到河南,分界非常明显


事实上这次暴雨也并不是突然来临的,自17日起,南起南阳盆地,北抵太行山,河南西部、中部和北部都出现了较大范围的强降雨天气。其中嵩山、偃师、新密、伊川、登封五个气象站打破了建站以来单日降水最大值的记录,部分站点的新纪录直接翻倍。其中新密站相当于一天下了往年大半年的降水量。


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在郑州暴雨让城市部分运转陷入崩溃之前,多地都已出现了不同程度的洪涝灾害

(图:微博@映象网)


气系统复杂多变、而降水的形成发展所涉及的物理过程多且复杂,因此即使在超算与芯片被看作强国科技竞赛重点的今天,对于强降水等灾害性天气“定时、定点、定量”的精细化预报服务仍旧是当今的难点和重点。对于本次强降水,气象部门早已发出相关强降水预报并进行监测预警服务,只是预报的降水中心相较于实况观测更偏北。


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7月21日下午7点状况:降水中心确实靠北了,豫北以及河北沿太行山一线的压力增加了很多


理论上讲,在太行山山脚下的焦作可能会成为重灾区,因为一方面受地形抬升影响,这里会迎来较大的降水量,另一方面山地巨大的降雨量形成地表径流,变成山洪,最终流入平原时很可能经过焦作。泥石流、滑坡等次生灾害对焦作周边的村民来说也异常危险。所以焦作确实更需要对强降雨严加防范。


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太行山以南,焦作、新乡、郑州、开封这个范围,正好是本次极限降水的核心区


17日晚上焦作有关部门就下发了紧急通知,预计18~19日焦作市会迎来500毫米左右的强降雨,建议转移财产到安全的地方,准备2~3天食品和饮用水,减少不必要的外出。20日暴雨的中心郑州市距离预测地点并不远,仅仅相隔一百千米。


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7月19日08时~20日08时降水预报(郑州距离预报中心有一段距离)


20日,很多郑州人依旧早早起床准备上班,只是发现内涝足以打湿裤腿,很多原本驾车出行的人选择转换交通方式,所以那天地铁的乘客尤其多。然而,接下来的暴雨超乎了绝大多数人的预料。


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20日晚,多人因特大暴雨而被困于地铁中,即使是救援及时反应进行施救,但仍有不幸遇难者

(图:网络)


然而雨一直没有停,下午4点至5点之间,郑州本站1小时累计降水量达到201.9毫米,相当于去年郑州总降水量的三分之一。远超2002年7月2日广东茂名创造的168.3毫米的记录。成为遍布中国大陆的2418个国家级气象站中,单小时雨量最大的一个。同时也创造了全球大中城市单小时降雨量的记录。到了下班的时间恰逢水位上涨,几百万郑州人的回家路变得异常艰险。


最终,20日凌晨两点到次日凌晨两点,一天的时间,郑州降水622毫米,相当于下了往年一年的降水量。作为对比,近日德国暴雨的重灾区科隆,一天降水量尚未到达200毫米。本次郑州大雨的夸张程度与危害性可见一斑。


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这个极其罕见的降水量高峰,一下子拉高了郑州当天降雨量


气候异常的综合影响


不久前我局曾经介绍过今年北美洲异常高温。全球气候是一个整体,受北美这一事件的影响,副热带高压提前大幅度北移,7月20日副高中心脊线位于中国东北,强盛的季风环流控制了南起三亚,北至北戴河的广大区域。富含太平洋水汽的东南风在中国大部分区域畅通无阻。副高异常偏北是本次河南暴雨的大气环流基础。


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此时副热带高压偏北,季风环流可以在以南的区域畅行无阻


至于在季风畅通无阻的情况下,水汽为什么偏偏被输送到了河南,就与最近在东海出现的台风“烟花”、南海出现的台风“查帕卡”有关了。两个台风正在发展过程中,对于水汽的控制能力还不够强。尤其是台风“烟花”其外围形成的偏东低层急流,从太平洋上空源源不断带来充沛的水汽,大幅加强了对于陆地的水汽输送,成为本次河南强降水的弹药储备。


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在台风烟花与郑州之间事实上形成了一条水汽走廊,将大量太平洋上的水搬到了郑州上空,相当于远距离空运巨量的降水弹药


其中台风烟花的特殊性,是本次郑州强降雨出现的重要因素。热带风暴烟花于7月18日生成,当时烟花还比较弱,无法牢牢控制周边的水汽,而是在副高北移的基础上变成了太平洋水汽的大型水泵,在副热带高气压带与台风之间形成了一条稳定的水汽输送带,将太平洋的水汽加速运送至中国。


然而因为周边其他台风的出现,烟花变得非常稳定,滞留于暖流黑潮附近,吸收黑潮的能量迅速膨胀。


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将台风的一小部分搬到郑州,那就是大灾害


在7月18日水汽被台风加速输送到北京西部地区,引发了一场大暴雨。而这仅仅是“烟花”牛刀小试。到20日,“烟花”中心附近的风力已达12级,输送水汽的强度进一步增加,以至于在它的加持下,郑州上空5000米以内的大气都被强劲的东南风控制。


同理,来自印度洋的西南季风通常对中国大部分地区影响有限,如今被台风“查帕卡”影响,长驱直入2000千米,来到中原大地与太平洋的水汽会师,对郑州暴雨起到推波助澜的作用。


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7月20日晚6点半大致状况


当水汽遇到伏牛山、熊耳山以及太行山后,遇地形强迫抬升,偏东急流携带的的暖湿气团温度快速下降,水蒸气凝结成水滴,形成密集降水。同时,郑州当地形成的低涡加剧了此次暴雨的强度。


在副高北移、台风、地形、当地形成利于降水的局地天气系统的总和综合影响下,郑州暴雨就这样发生了。


暴雨走后会怎样


面对突如其来的灾难,不但郑州民众第一时间自发的组织起来互助互救,政府对救灾进行统筹,消防员和武警也被动员起来参与救灾,封堵可能出现决口的河道,并开辟相应的泄洪通道,保障当地民众的生命财产安全。社会各界的捐助也将逐步到位。加之有了前天(7月20日)的经验,在室内避险成为了绝大多数人的选择,暴雨对郑州市区的危害将会告一段落。


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受灾群众之间互相伸出的援手,黑夜中紧急出动的子弟兵等都是对抗灾难的底气

(图:微博@中部战区)


郑州位于黄河的下游地区,这一河段河道突然变宽,导致河水流速下降,河道泥沙淤积。在历史中一旦普降暴雨,便容易出现决口,甚至改道的问题。


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7月20日的暴雨倒是黄河部分支流出现决口,武警官兵第一时间加固提防并转移附近群众

(图:微博@中部战区)


历史上,黄河曾经改道26次,决口近1600次,冰冷的数字背后是黄河周边,无数家园被毁,流离失所,进而导致社会动乱的人间惨剧。在如今发达的科技配合有效的组织方式,虽然经历了几次决口与泄洪,中国依旧通过了环境变化带来的大考,让本次特大暴雨转危为安。


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改道泛滥是黄河的老艺能了,本次郑州暴雨,舆论上也出现了大量关于泄洪的“消息”


同时,郑州的天气也在好转,降水将会减小,对于郑州来说,最困难的时候已经过去了。不过本次降水并未结束,它中心还会继续向北移动,并将影响到河南北部与河北南部,在这里生活的读者要更加关注天气,做好准备。这次强降雨持续时间较长,也许会一直持续到23日左右。


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正如发给千万郑州人的短信中说的,大雨过后,城市会更干净,草木会更翠绿旺盛,而郑州及其他受灾区域,也将会迎来新的未来

(图:博博)


在可见的未来,烟花可能还会在黑潮附近逗留很久,在此期间,烟花还将继续发育,可能会发育为风力14~15级的强台风,甚至是16级及以上的超强台风。不过,正因为届时烟花已经非常强大,对水汽有了更强的控制力,原本会被送往内陆地区的水汽会逐渐被台风控制,成为其对周边地区狂暴破坏力的源泉。


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7月20日20时~21日20时降水预报,降水中心已经北移,强度也会减弱,郑州20日的确实是很罕见的状况


届时烟花将会开始移动,根据预测的轨迹,23日夜间首先会掠过台湾省北部,之后到达福建北部,最后25左右可能会在浙江登陆。对于经济发达、人口密集的浙沪地区,又会是不小的挑战。从个人的角度讲,提高警惕,提前预备好几天的纯净水和食物,随时关注天气预报便是保护自己的最有效方式。


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烟花之后的走向预估


对于人类来说,天气系统依旧显得如此复杂、多变,甚至做不到准确预测。然而,如今极端天气/气候事件日益频发,又为灾害性天气预报和防灾减灾增加了不小的难度。


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大自然的脾气经常会让人类无力招架,无论是事前预测还是事后反应都还有进步空间

(图:网络)


生活在这样的时代,如何应对气候变化,成为了每个人都需要亟需面对的现实。依靠科技发展和船到桥头自然直的躺平心态显然不可取,关注天气,了解防灾和急救知识,是对自己也是对他人负责的表现,毕竟在可见的未来,这些听上去距离自己很遥远的知识,很可能会变得愈发实用。


本文来自微信公众号:地球知识局(ID:diqiuzhishiju),作者:斯文的樊学长

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