多地连遭破纪录强降雨 城市防灾减灾面临考验

  极端天气频发背后

  8月16日晚,北京市海淀区出现局地强降雨,1小时累积降水量超过80毫米,一辆小汽车经过旱河路铁路桥下被困,车内2人不幸遇难。目击者称,突降暴雨在短时间内形成严重积水,现场有多辆车被淹过车顶,最深水位线接近两米。而在几天前,湖北省随县柳林镇因极端强降雨造成21人遇难、4人失联。

  继7月下旬河南特大暴雨之后,近期多地都面临严重汛情风险。据水利部预测,8月中下旬黄河中游、海河部分水系、长江上中游地区等多个流域可能发生超警洪水,台风降雨可能引发区域性暴雨洪水,防汛形势不容乐观。包括强降雨在内,今年的极端天气频发、成因复杂,其背景更是与气候变化有关,城市规划和防灾救灾应急体制等面临的严峻考验应予重点关注。

  1 多重因素共同作用造成极强降雨,持续、面广、点强特征明显,较常年同期相对异常

  我国是一个多暴雨的国家,从热带和副热带海洋北上的夏季风,为中国大部地区输送了充沛水汽。然而,当前我国多地频发的极端强降雨事件,在有气象记录以来也属罕见。

  湖北省随县政府8月13日发布通报,11日21时至12日9时,柳林镇在12小时内累计降雨503毫米;12日4时至7时降雨量达373.7毫米,5时、6时连续两个小时降雨量超过100毫米。柳林镇镇区三面环山,受灾时平均积水深度达3.5米,最深处达5米。虽然积水已经退去,救援抢险工作仍在紧张推进。

  这轮暴雨的规模超过很多人预期。8月11日16时至12日16时,湖北全省有16个气象监测站监测到特大暴雨,166个气象监测站监测到大暴雨。湖北省气象局也将重大气象灾害(暴雨)Ⅳ级应急响应提升至Ⅲ级应急响应,提醒加强防范持续降水造成中小河流洪水、山洪地质灾害及城乡内涝,做好中小湖库堰塘水雨情监测及安全管理。

  武汉中心气象台首席预报员陈璇解释称,此次强降雨主要是受高空短波槽动力影响,配合低层低涡以及边界层的偏东急流稳定维持,同时在地形的增幅作用下发生。

  8月12日,中央气象台升级发布暴雨黄色预警,预计12日至13日西南地区东部至长江中下游地区降雨进入最强阶段,并将持续一周时间。

  “从9日开始的本轮降雨过程与大气环流调整有一定关系。”中央气象台首席预报员陈涛表示,目前副热带高压位置较前期明显偏南,副高边缘暖湿气流与中纬度冷空气势力相当,且持续交汇于长江中下游地区,天气形势特征与梅雨天气存在相似之处。

  冷暖空气势力相当造成雨带移动缓慢,加上水汽充沛、对流不稳定、能量足,局地短时强降雨特征明显。陈涛认为,局地站点出现极端性降雨,较常年同期相对异常。

  7月20日前后,河南郑州等地在三天的时间里下了以往一年的雨,就是异常强降雨事件的具体表现。

  国家气候中心副主任贾小龙认为,东亚大气环流异常协同作用是造成多地极端强降雨的直接原因。“近期西太平洋副热带高压偏强偏北,西伸到中国华北东部和黄淮东部地区,河南处于副高西边缘,对流不稳定能量充足。同时热带地区台风活动进入频发期,加强了来自西北太平洋、南海和孟加拉湾的水汽输送,为河南强降雨提供了充沛的水汽来源。”贾小龙说,偏强的西太平洋副热带高压和中亚的大陆高压使得大气环流形势稳定,进一步延长了河南等地强降雨持续时间。

  2 全球升温必然导致降水增加,气候变化是极端天气不稳定性加剧的根本原因

  今年,无论是中国还是全球其他地方,极端天气事件出现的频次和强度都明显增加。

  在欧洲,德国、比利时等国家遭遇洪灾,近200人遇难。在北美,罕见热浪席卷美国和加拿大西部地区,造成数百人死亡。目前,北美、欧洲多国仍在遭受野火侵害,就连常年被寒冷笼罩的一些地区也没能躲过。在俄罗斯最寒冷地区之一、西伯利亚东部的雅库特,延续数周的野火已让340万公顷的冻土层化为焦土。

  很多外国专家将全球极端天气频发归因为气候变化。“人类对极端天气并不陌生,但是气候变化无疑增加了极端天气的发生频率和严重程度。”世界气象组织秘书长彼得里·塔拉斯日前表示,在减缓气候变化取得成效之前,极端天气事件和自然灾害将越来越多。

  “全球气候变暖加剧了气候系统不稳定,是造成极端天气事件频发、强度增强的根本原因。”贾小龙也认为,随着气候变暖,大气层在饱和前可容纳更多水汽,极端强降水发生的可能性增大。

  天要下雨就需要积雨云,云是由水汽上升凝结而成的,而水蒸发成水汽需要受热。也就是说,天气越热,积雨云就越多,雨也就越多。科学研究表明,地球平均气温每提升1℃,大气中就会多7%的水汽。这些水汽在夏季会以雨的形式落回地面,在冬季则是以降雪的方式出现,导致暴雨、暴雪等灾害性天气发生。

  中国气象局8月4日举行的新闻发布会公布了《中国气候变化蓝皮书(2021)》,称气候系统的综合观测和多项关键指标表明,气候系统变暖仍在持续,极端天气气候事件风险进一步加剧。

  据国家气候中心副主任巢清尘介绍,《中国气候变化蓝皮书》年度报告自2011年起每年都会发布。蓝皮书在编制过程中,使用了自然资源部、水利部、中国科学院等部门提供的大量观测资料和基础数据。

  蓝皮书指出,1951至2020年我国地表年平均气温呈显著上升趋势,每10年升温0.26摄氏度。与此同时,1961至2020年我国平均年降水量呈增加趋势,平均每10年增加5.1毫米,江南东部、青藏高原中北部、新疆北部和西部降水增加趋势尤为显著。

  “近20年是20世纪初以来最暖时期,1901年以来的10个最暖年份中,除1998年,其余9个均出现在21世纪。”巢清尘在解读蓝皮书时说,我国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,升温速率明显高于同期全球平均水平。

  在当前全球气候变化背景下,所有极端天气气候事件发生的环境条件也都在发生不同程度的改变,所有的天气系统和风暴的位置、强度也在发生着变化。今年1月我国中东部出现的大范围强寒潮天气,当前多地发生的特大暴雨,都属于这种情况。中国气象局新闻发言人、应急减灾与公共服务司司长王志华表示,现在发生的破纪录极端事件将会随着气候变暖成为经常发生的事件,这是未来气候的“新常态”。

  3 全球海平面上升等一些变化不可逆,气候危机或超出人类适应能力

  气候变化影响一直是国际上的重点议题。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)8月9日发布的第六次评估报告《气候变化2021:自然科学基础》显示,人类活动正以前所未有,甚至是不可逆转的方式改变着气候。如果人类再不采取措施,未来几十年内,全球所有地区的气候变化都将加剧,极端的热浪、干旱和强降雨事件将变得更加频繁。

  根据这份长达3500页的报告,人类活动已导致全球气温比前工业时代上升了1摄氏度,如今正迅速逼近1.5摄氏度,后者正是《巴黎协定》制定的警戒线。即使全球碳排放量从今天开始大幅下降,气温增幅仍然会一路突破1.5摄氏度大关,过段时间才会停止攀升转为下行。

  气候数值的细微波动,都会对全世界造成重大影响。自上世纪50年代以来,热浪和暴雨变得越来越频繁,强度也不断突破极值,影响了欧洲、北美、非洲和亚洲大部分地区。过去每10年发生一次的干旱,现在增加了70%,而飓风发生的次数增加了66%。

  这次报告也提到,气候变化带来的一些影响也许是可逆的,譬如气温是可以降下来的。但也有一些变化千百年内都是不可逆的,譬如海平面、北极海冰、冻土层、山地冰川、极地冰盖等变化。

  以海平面上升为例,海洋面积占全球的三分之二,全球气温升高后,水体也会膨胀,加上冰川冰盖融化、冻土消融、季节性积雪减少,都会导致海平面持续上升。冰盖融化很难再恢复,因此海平面上升这类影响千百年之内都是不可逆的。

  参与报告撰写的加拿大环境与气候变化部教授张学斌在接受媒体采访时表示,全球极端天气事件增加的频率和强度,可能会超出人类的适应能力。

  比如,过去每50年发生一次的极端热浪,如今每10年就会发生一次;如果气温增幅达1.5摄氏度,10年周期会缩短为5年;如果气温增幅超过4摄氏度,那么,人类每15个月就会经历一次过去一辈子才经历一两次的气候噩梦。

  未来可怕的变化在于,极端事件可能不是单一发生,而是几起同时发生,这会造成特殊的风险,导致大部分地区的人类应对更为困难。此外,面对极端天气事件,不仅人类无法很快适应,生态系统可能也没办法很快适应,珊瑚礁大范围死亡等最终将对整个生态系统造成损害。

  张学斌认为,碳排放每少一点点对于地球来说都是有利的。如果人类能够迅速地、大规模地减排,那么避免全球升温过快、过高仍然是有可能的,因此国际社会立即采取行动仍然非常必要。

  4 防灾减灾要未雨绸缪,科学规划韧性城市建设将成突破口

  通过推进碳达峰、碳中和来应对全球气候危机,是一个长期过程。学会应对日益频繁的极端天气、减少其带来的破坏,同样是迫在眉睫的课题。

  我国当下的防灾减灾预警主要依赖于各类预报。一些专家认为,除了进一步细化地方预报、预警内容,还可以实施防灾减灾分级。对受灾可能性及应当准备的防御措施进行分级,强化受灾中心地带的防御机制,对预报范围的边缘地带按影响大小安排不同的防御措施。如东南沿海地区在台风来临前可安排水库泄洪,东北地区则需加强城区排水系统故障的巡检排查,在低洼地区填补沙袋等。此外,建立健全跨区域跨部门的紧急协调联动机制,也有利于优化整合应急资源、形成防灾减灾合力,从而提升应急效率。

  在近期多地经历极端强降雨后,“韧性城市”也成为社会各界关注的热词。所谓韧性城市,指城市能够凭自身的能力抵御灾害,减轻灾害损失,并合理地调配资源以从灾害中快速恢复过来。“十四五”规划也专门提出“增强城市防洪排涝能力,建设海绵城市、韧性城市”。

  如何理解城市的韧性?在厦门大学建筑与土木工程学院、经济学院双聘教授赵燕菁看来,城市的防灾标准不可能无限拔高,受到极端冲击也不可能毫无影响,只要做到“弯而不断”,最根本的生命线不崩溃,就能扛过来。就像人在休克时,呼吸、血液、心跳还在,就会再次苏醒。

  面对洪涝灾害,维持城市运转最核心的是电力供应和主干交通。没有电,就意味着高层建筑会断水、地下设施的抽水机也无法工作;主干道被淹,就失去了救援通道。赵燕菁告诉记者,现在很多城市是小区的水向道路排,其实应该反过来,道路的水流向小区,小区的水流向绿地和蓄水湖。“极端天气来得快、走得也快,有时候就淹那两小时,只要把最重要的保住。”赵燕菁说,最重要的一定要先保住,按照轻重缓急次序去规划,这才是城市韧性的体现。

  赵燕菁曾在中国城市规划设计研究院、厦门市规划局、中国生态城市研究院等机构任职,多次参加海绵城市规划编制和评审。他注意到这些规划从设计方案到技术标准,很多是照搬发达国家经验。

  比如,一场强降雨是在24小时内均匀下完还是在短时间倾盆而下,对社会运行、安全生产等各方面的冲击完全不同。赵燕菁说,相对于大部分欧美国家,中国降水量不是特别大但具有短时集中特征,这就需要根据实际国情来规划“海绵”标准。

  随着影响我国的极端天气日趋增多,一系列防灾减灾措施也日趋优化、完善。“从城市规划的角度讲,预防灾害必须在成本和防护对象价值之间去权衡。”赵燕菁认为,基础设施的建造、维护和折旧都是投入,为了极端事件去造很多使用率很低的设施不切实际。事实上,防护标准只能随着经济水平的提高而提高。

  如今的城市里,地铁、隧道等地下隐蔽工程很多,不仅日常维护成本高,在洪涝灾害面前还非常脆弱。而厦门这样的沿海城市平时地下水位就较高,建设了高架快速公交系统(BRT)反而对外依赖小,即便经历台风也展现出较强韧性。

  赵燕菁表示,中国地域辽阔,南方沿海城市的解决方案未必适用于内陆地区。古人在平原地区建城,城墙除了防御,也能发挥防洪作用。“要总结我们已有的成功经验,借鉴古今中外防灾智慧,创造出一套适应本地特点的防灾规划。”

  本报记者 姜永斌

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