河南特大暴雨,從何而來?


河南特大暴雨,從何而來?的頭圖

河南特大暴雨,從何而來?

2021年7月20日,河南省會城市城市鄭州普降暴雨,很快便打破了中國單小時降雨量的最大值的記錄。引發了嚴重的城市內澇,低窪地區的內澇很快便從沒過小腿,上升到齊腰深,進而沒過車頂。一座省會城市的正常生產生活秩序被打斷,公交、地鐵、航班停運。

頃刻之間,一座城市便成汪洋

(圖:網絡)▼

而鄭州作為中國重要的鐵路交通樞紐,受災後也導致大量經過鄭州的火車停運。鄭州市內汽車、倉庫、一層底商浸泡在水中。這場暴雨造成的經濟損失難以估量。

多輛高鐵及火車因暴雨停運

火車站及高鐵站內滯留了大量旅客

(圖:網絡)▼

鄭州位於中國北方,並不是氣候態降水的中心大值區。出現如此持續時間長、累積降水量大、強降水範圍廣、降水時段集中且極端性足夠強的降水,確實是令所有人都始料不及的事。

那麼鄭州為什麼會出現如此強烈且集中的降水?氣象預報起不到作用嗎?

換做誰估計都頂不住啊

(7月20日下午4點狀況)▼

前所未有的暴雨

對於中國北方來說,7月末與8月初副熱帶氣壓帶北移,季風從海洋中帶來濕潤的水汽,本來就是傳統的汛期。這一階段北方通常會迎來幾場大雨,城市中可能會出現內澇,有相關生活經驗的老者對此早已習慣。

熱帶氣旋是季風氣候的重要參與者

每到夏季,一個接一個的颱風逼近大陸並形成大量降水

不過絕大部分都在登陸後減弱,很少能深入內陸

(地圖,:美國宇航局)▼

鄭州靠近中國地形二、三級階梯的交界處,正好處在地形過渡區。地形抬升氣溫降低,空氣中所能承載的水蒸汽最大容量相應減小(氣象裡的專業術語叫飽和水汽壓降低),水蒸氣就容易凝結成雨滴形成降雨。同時鄭州又處在北方相對靠南的位置,來自海洋的水汽更容易輸送到這裡,所以每年這個時候連續幾天出現陰雨天氣是在正常不過的事

由於南方遍布丘陵的緣故

第二、第三階梯的分界在南方並不明顯

但在北方,從河北到河南,分界非常明顯▼

事實上這次暴雨也並不是突然來臨的,自17日起,南起南陽盆地,北抵太行山,河南西部、中部和北部都出現了較大範圍的強降雨天氣。其中嵩山、偃師、新密、伊川、登封五個氣象站打破了建站以來單日降水最大值的記錄,部分站點的新紀錄直接翻倍。其中新密站相當於一天下了往年大半年的降水量。

在鄭州暴雨讓城市部分運轉陷入崩潰之前

多地都已出現了不同程度的洪澇災害

(圖:微博@映像網)▼

氣系統複雜多變、而降水的形成發展所涉及的物理過程多且複雜,因此即使在超算與芯片被看作強國科技競賽重點的今天,對於強降水等災害性天氣“定時、定點、定量”的精細化預報服務仍舊是當今的難點和重點。對於本次強降水,氣象部門早已發出相關強降水預報並進行監測預警服務,只是預報的降水中心相較於實況觀測更偏北。

到今天,降水中心確實靠北了

豫北以及河北沿太行山一線的壓力增加了很多

(7月21日下午7點狀況)▼

理論上講,在太行山山腳下的焦作可能會成為重災區,因為一方面受地形抬升影響,這裡會迎來較大的降水量,另一方面山地巨大的降雨量形成地表徑流,變成山洪,最終流入平原時很可能經過焦作。泥石流、滑坡等次生災害對焦作周邊的村民來說也異常危險。所以焦作確實更需要對強降雨嚴加防範。

太行山以南,焦作、新鄉、鄭州、開封這個範圍

正好是本次極限降水的核心區▼

17日晚上焦作有關部門就下發了緊急通知,預計18-19日焦作市會迎來500毫米左右的強降雨,建議轉移財產到安全的地方,準備2-3天食品和飲用水,減少不必要的外出。 20日暴雨的中心鄭州市距離預測地點並不遠,僅僅相隔一百千米。

7月19日08時-20日08時降水預報

(鄭州距離預報中心有一段距離)▼

20日,很多鄭州人依舊早早起床準備上班,只是發現內澇足以打濕褲腿,很多原本駕車出行的人選擇轉換交通方式,所以那天地鐵的乘客尤其多。然而,接下來的暴雨超乎了絕大多數人的預料。

昨晚,多人因特大暴雨而被困於地鐵中

即使是救援及時反應進行施救,但仍有不幸遇難者

(圖:網絡)▼

然而雨一直沒有停,下午4點至5點之間,鄭州本站1小時累計降水量達到201.9毫米,相當於去年鄭州總降水量的三分之一。遠超2002年7月2日廣東茂名創造的168.3毫米的記錄。成為遍布中國大陸的2418個國家級氣象站中,單小時雨量最大的一個。同時也創造了全球大中城市單小時降雨量的記錄。到了下班的時間恰逢水位上漲,幾百萬鄭州人的回家路變得異常艱險。

最終,20日凌晨兩點到次日凌晨兩點,一天的時間,鄭州降水622毫米,相當於下了往年一年的降水量。作為對比,近日德國暴雨的重災區科隆,一天降水量尚未到達200毫米。本次鄭州大雨的誇張程度與危害性可見一斑。

這個極其罕見的降水量高峰

一下子拉高了鄭州當天降雨量▼

氣候異常的綜合影響

不久前我局曾經介紹過今年北美洲異常高溫。全球氣候是一個整體,受北美這一事件的影響,副熱帶高壓提前大幅度北移,7月20日副高中心脊線位於中國東北,強盛的季風環流控制了南起三亞,北至北戴河的廣大區域。富含太平洋水汽的東南風在中國大部分區域暢通無阻。副高異常偏北是本次河南暴雨的大氣環流基礎。

此時副熱帶高壓偏北

季風環流可以在以南的區域暢行無阻▼

至於在季風暢通無阻的情況下,水汽為什麼偏偏被輸送到了河南,就與最近在東海出現的颱風“煙花”、南海出現的颱風“查帕卡”有關了。兩個颱風正在發展過程中,對於水汽的控制能力還不夠強。尤其是颱風“煙花”其外圍形成的偏東低層急流,從太平洋上空源源不斷帶來充沛的水汽,大幅加強了對於陸地的水汽輸送,成為本次河南強降水的彈藥儲備。

在颱風煙花與鄭州之間事實上形成了一條水汽走廊

將大量太平洋上的水搬到了鄭州上空

相當於遠距離空運巨量的降水彈藥▼

其中颱風煙花的特殊性,是本次鄭州強降雨出現的重要因素。熱帶風暴煙花於7月18日生成,當時煙花還比較弱,無法牢牢控制周邊的水汽,而是在副高北移的基礎上變成了太平洋水汽的大型水泵,在副熱帶高氣壓帶與颱風之間形成了一條穩定的水汽輸送帶,將太平洋的水汽加速運送至中國。

然而因為周邊其他颱風的出現,煙花變得非常穩定,滯留於暖流黑潮附近,吸收黑潮的能量迅速膨脹。

將颱風的一小部分搬到鄭州,那就是大災害…▼

在7月18日水汽被颱風加速輸送到北京西部地區,引發了一場大暴雨。而這僅僅是“煙花”牛刀小試。到20日,“煙花”中心附近的風力已達12級,輸送水汽的強度進一步增加,以至於在它的加持下,鄭州上空5000米以內的大氣都被強勁的東南風控制。

同理,來自印度洋的西南季風通常對中國大部分地區影響有限,如今被颱風“查帕卡”影響,長驅直入2000千米,來到中原大地與太平洋的水汽會師,對鄭州暴雨起到推波助瀾的作用。

7月20日晚6點半大致狀況▼

當水汽遇到伏牛山、熊耳山以及太行山後,遇地形強迫抬升,偏東急流攜帶的的暖濕氣團溫度快速下降,水蒸氣凝結成水滴,形成密集降水。同時,鄭州當地形成的低渦加劇了此次暴雨的強度。

在副高北移、颱風、地形、當地形成利於降水的局地天氣系統的總和綜合影響下,鄭州暴雨就這樣發生了。

暴雨走後會怎樣

面對突如其來的災難,不但鄭州民眾第一時間自發的組織起來互助互救,政府對救災進行統籌,消防員和武警也被動員起來參與救災,封堵可能出現決口的河道,並開闢相應的洩洪通道,保障當地民眾的生命財產安全。社會各界的捐助也將逐步到位。加之有了昨天的經驗,在室內避險成為了絕大多數人的選擇,暴雨對鄭州市區的危害將會告一段落。

受災群眾之間互相伸出的援手

黑夜中緊急出動的子弟兵等都是對抗災難的底氣

(圖:微博@中部戰區)▼

鄭州位於黃河的下游地區,這一河段河道突然變寬,導致河水流速下降,河道泥沙淤積。在歷史中一旦普降暴雨,便容易出現決口,甚至改道的問題。

昨天的暴雨倒是黃河部分支流出現決口

武警官兵第一時間加固提防並轉移附近群眾

(圖:微博@中部戰區)▼

歷史上,黃河曾經改道26次,決口近1600次,冰冷的數字背後是黃河周邊,無數家園被毀,流離失所,進而導致社會動亂的人間慘劇。在如今發達的科技配合有效的組織方式,雖然經歷了幾次決口與洩洪,中國依舊通過了環境變化帶來的大考,讓本次特大暴雨轉危為安。

改道氾濫是黃河的老藝能了

本次鄭州暴雨,輿論上也出現了大量關於洩洪的“消息”▼

同時,鄭州的天氣也在好轉,降水將會減小,對於鄭州來說,最困難的時候已經過去了。不過本次降水並未結束,它中心還會繼續向北移動,並將影響到河南北部與河北南部,在這裡生活的讀者要更加關注天氣,做好準備。這次強降雨持續時間較長,也許會一直持續到23日左右。

正如發給千萬鄭州人的短信中說的

大雨過後,城市會更乾淨,草木會更翠綠旺盛

而鄭州及其他受災區域,也將會迎來新的未來

(圖:博博)▼

在可見的未來,煙花可能還會在黑潮附近逗留很久,在此期間,煙花還將繼續發育,可能會發育為風力14-15級的強颱風,甚至是16級及以上的超強颱風。不過,正因為屆時煙花已經非常強大,對水汽有了更強的控制力,原本會被送往內陸地區的水汽會逐漸被颱風控制,成為其對周邊地區狂暴破壞力的源泉。

7月20日20時-21日20時降水預報

降水中心已經北移,強度也會減弱

鄭州20日的確實是很罕見的狀況▼

屆時煙花將會開始移動,根據預測的軌跡,23日夜間首先會掠過台灣省北部,之後到達福建北部,最後25左右可能會在浙江登陸。對於經濟發達、人口密集的浙滬地區,又會是不小的挑戰。從個人的角度講,提高警惕,提前預備好幾天的純淨水和食物,隨時關注天氣預報便是保護自己的最有效方式。

煙花之後的走向預估▼

對於人類來說,天氣系統依舊顯得如此復雜、多變,甚至做不到準確預測。然而,如今極端天氣/氣候事件日益頻發,又為災害性天氣預報和防災減災增加了不小的難度。

大自然的脾氣經常會讓人類無力招架

無論是事前預測還是事後反應都還有進步空間

(圖:網絡)▼

生活在這樣的時代,如何應對氣候變化,成為了每個人都需要亟需面對的現實。依靠科技發展和船到橋頭自然直的躺平心態顯然不可取,關注天氣,了解防災和急救知識,是對自己也是對他人負責的表現,畢竟在可見的未來,這些聽上去距離自己很遙遠的知識,很可能會變得愈發實用。

*本文內容為作者提供,不代表地球知識局立場

封面:shutterstock

結尾