災害性天氣多發(fā)：暴雨過后，又現(xiàn)“煙花”
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臺風是熱帶氣旋（Tropical Cyclone，簡稱TC）家族中的一員，是人們對于生成在西北太平洋和我國南海區(qū)域熱帶氣旋的傳統(tǒng)稱謂。熱帶氣旋是生成在熱帶或副熱帶溫暖洋面上的、具有暖中心和低氣壓結(jié)構(gòu)的強烈大氣渦旋，參照中國氣象局 “熱帶氣旋等級國家標準（GBT 19201-2006）”，我國按其中心附近近地面最大平均風速，將熱帶氣旋劃分為六個強度等級：
可見，嚴格意義上講，老百姓口中常常提及的 “臺風” 并不一定都達到了 “臺風” 的標準，有些熱帶氣旋在其整個生命史當中都沒能達到 “臺風” 標準。例如，2006年的 “碧麗斯”，其生命史中最大強度僅為 “強熱帶風暴”，但卻造成了我國南方部分地區(qū)嚴重的人員傷亡。由此也可以知道，并不是只有臺風才能造成嚴重災害，在有利環(huán)境條件的配合下，較弱的熱帶氣旋同樣可以引發(fā)巨災。因此，對于整個熱帶氣旋的家族成員，人類都不可以掉以輕心。
那么，熱帶氣旋（TC）從哪里來？
TC的生成一般需要滿足一定的大氣和海洋環(huán)境條件，包括：溫暖洋面（海表面溫度一般在26℃以上）和一定厚度的較暖海洋混合層（海洋為TC生成和發(fā)展提供了巨大能量源，而暖洋面和一定厚度的海洋混合層保證了巨大能量的持續(xù)供給）、較強的大氣低層氣旋性渦度（提供初始旋轉(zhuǎn)強度）、相對潮濕的大氣中層（有利于TC生成和發(fā)展）、垂直變化較小的生成地水平風速（有利于TC暖心結(jié)構(gòu)的形成和維持）、距離赤道南北3-5個緯度等。
但以上這些僅僅是有利于TC生成的基本大尺度環(huán)境條件。滿足上述條件，不一定有TC生成；而不滿足條件，TC也有可能生成。例如，一般認為赤道兩側(cè)3°之間的地帶不會生成TC，但2001年 “畫眉（Vamei）生成于北緯1.4度、2004年 “阿耆尼（Angi）”生成于北緯0.7度、1956年 “莎拉（Sarah）”生成于北緯2.2度，卻是例外。
TC的生成實際上是在上述有利的環(huán)境條件下，多尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。
首先，TC生成需要一定的大氣初始擾動源，在西北太平洋，這種擾動源主要來自季風槽，在大尺度季風槽中出現(xiàn)的大氣中尺度對流云團充當了TC生成的 “前兆（precursor）” 因子，而在這些中尺度對流云團特定區(qū)域形成的、主要位于大氣中層的中尺度對流渦旋則被認為是TC生成的 “胚胎（embryo）”，正是這一胚胎環(huán)境為熱帶區(qū)域廣泛存在的小尺度對流 “熱塔（Vortical Hot Tower）” 提供了有利的集中孕育和發(fā)展環(huán)境。
在較高海溫等有利環(huán)境條件背景下，這些大氣中的多尺度天氣系統(tǒng)復雜相互作用，最終促成了TC的生成。一旦TC生成，它便開始了自組織發(fā)展過程，持續(xù)從海洋吸收能量，不斷發(fā)展壯大（一部分會發(fā)展為臺風，甚至超強臺風），攜帶大量水汽，在副熱帶高壓等提供的引導氣流牽引下，向中緯度地區(qū)移動，有些會登陸（媒體經(jīng)常關(guān)注的 “登陸”，從定義而言，就是TC中心與海岸線相交），給人類帶來巨大影響，引發(fā)嚴重災害。
據(jù)聯(lián)合國《災害造成的人類損失2000-2019》報告，風暴和洪水影響最為突出，本世紀初20年（2000-2019年）比上世紀末20年（1980-1999年）顯著增加，而熱帶氣旋在這里面起到了極其重要的作用。
西北太平洋（包括南海）是全球TC活動最為顯著的區(qū)域之一，全年都可能有TC活動，7-8月為TC高發(fā)季，但非高發(fā)季（例如秋季）的TC也?？删哂泻軓姀姸扰c劇烈的風雨。我國是世界上TC登陸最多、受影響最為嚴重的國家，例如，2018年西北太平洋海域生成30多個TC，其中，12個在我國登陸，登陸總數(shù)更是高達20次。
TC帶來的直接影響主要源自其顯著的風雨，狂風、暴雨、風暴潮是它的三大殺手锏。狂風最大可達60米/秒以上，例如2006年的 “桑美”；暴雨最大日雨量可達1000毫米以上，例如2009年的 “莫拉克”；風暴潮風暴增水可達幾米以上，而且如果與天文潮疊加，將更為可怕，對沿海城鎮(zhèn)形成巨大威脅，例如2013年的 “菲特”。
而即使沒有登陸，TC近千公里尺度的龐大 “身軀” 亦可以給沿海城鎮(zhèn)帶來顯著的強風和強降水。TC大風可掀起海洋巨浪威脅航運和漁業(yè)安全，登陸TC大風對沿海城市安全運行構(gòu)成巨大威脅。由于陸地摩擦的影響，TC登陸后，大風往往迅速減弱；與大風相比，TC暴雨影響范圍更為廣泛，不只局限于其千公里尺度的環(huán)流內(nèi)部，通過與中緯度天氣系統(tǒng)或季風系統(tǒng)的相互作用，還可引發(fā)遠離TC環(huán)流的 “遠距離暴雨”。
統(tǒng)計顯示，“胡煥庸線” 以東所有地區(qū)都會受到TC降水的影響，我國歷史上排名前幾位的特大暴雨幾乎都與TC有關(guān)[1]，例如，“758” 特大暴雨災害就是由登陸減弱后的 “尼娜（Nina）” 所引起，而今年河南特大暴雨盡管非TC直接造成，但也與 “煙花” 有著不可分割的密切關(guān)系。風暴潮如果疊加天文大潮可引起潮位猛漲、海水倒灌，甚至決堤。
此外，TC登陸還可造成眾多次生災害，引發(fā)城市內(nèi)澇、山洪泥石流、交通擁堵、通訊中斷、停水停電等。TC對人類社會的影響往往是全方位的，除了上述災害，還可造成物價波動、城市正常運行秩序破壞、災后疫情蔓延威脅等。當然，TC也有其有益的一面，包括，增加淡水資源、提高漁業(yè)資源、緩解高溫酷暑等等。
談了這么多TC的災害性和益處，趨利避害是最終目標，但就人類現(xiàn)在的科學技術(shù)發(fā)展水平而言，與這一目標還相距甚遠，對TC的活動規(guī)律、演變機理等仍缺乏足夠的認知，預報能力仍亟需推進。
目前，對于TC的預報，主要關(guān)注其移動路徑（指TC中心移動軌跡）和強度變化，進而研判其風雨影響，隨著科學技術(shù)的進步和對TC規(guī)律認識的不斷深入，預報水平逐年提高。其中，平均路徑預報誤差已經(jīng)減少到幾十公里，但強度預報進展相對緩慢，精細化的風雨預報則更為困難。因為移動路徑和強度等的小幅偏差都會造成風雨分布和強度的明顯變化，而路徑差異引起TC所經(jīng)地下墊面和地形的改變同樣會引起顯著不同的風雨。
TC登陸過程則更為復雜，登陸過程涉及極其復雜的海-氣相互作用、陸-氣相互作用、多尺度天氣系統(tǒng)相互作用等。這些復雜因素均會引起TC移動路徑、TC強度、風雨分布和強度的顯著變化，甚至異常變化，造成預報偏差和應急措手不及。
多年來，大氣科學界一直致力于深入認識TC活動規(guī)律和演化機理，進而提升預報水平，借助氣象衛(wèi)星、天氣雷達、自動氣象站、風廓線雷達、無人機、無人船等空-天-地-海綜合探測系統(tǒng)，布下天羅地網(wǎng)，追蹤和剖析熱帶氣旋，探究其演化機理；借助超級計算系統(tǒng)和高精度極其復雜的數(shù)值預報模式，推演和預報TC未來走向和變化。上述TC移動路徑、強度和風雨預報的不斷進步與這些不懈努力密切相關(guān)。
但由于TC活動的復雜性，比如TC附近其它天氣系統(tǒng)的復雜演變、海陸下墊面、地形、海溫非均勻分布與變化，甚至城市下墊面和人類活動等，均會對TC活動和風雨變化產(chǎn)生不同程度的影響，精準的預報仍極其困難。
目前，TC預報的難點主要包括異常路徑變化（路徑突然轉(zhuǎn)折，甚至180度轉(zhuǎn)折，移動速度減慢或突然加速）、強度變化（尤其是異常變化，例如快速增強/減弱）、強風/暴雨落區(qū)和強度（龐大的TC環(huán)流內(nèi)，強風/強降水分布呈現(xiàn)顯著的非均勻特征，TC環(huán)流內(nèi)甚至會出現(xiàn) “風平浪靜” 的較好天氣）、TC生成過程（TC生成在廣闊洋面上，觀測缺乏、認知不足）等等，這些均是世界性的瓶頸難題。解決這些難題需要大氣科學界和氣象業(yè)務(wù)部門共同努力，協(xié)同攻關(guān)、逐步推進。
需要指出的是，TC活動規(guī)律也在不斷變化，例如，建國以來一共有8-9個TC登陸上海地區(qū)，其中2018年在1個月之內(nèi)就有3個。2018年 “溫比亞” 和2019年 “利奇馬” 接連重創(chuàng)北方蔬菜基地壽光。2020年，出現(xiàn)建國以來首次7月“空臺”（整個7月無臺風活動），但10月一下子生成7個；2020年8月下旬至9月上旬，我國東北地區(qū)遭遇罕見的臺風三連擊。今年的 “煙花” 行動緩慢、路徑曲折，最終在上海附近的舟山登陸，進而進入杭州灣，在浙江平湖再次登陸。
國際上最新研究表明，伴隨全球氣候變化（氣候變暖）以及不斷推進的城鎮(zhèn)化等人類活動，包括TC在內(nèi)的高影響天氣的活動規(guī)律已經(jīng)呈現(xiàn)出顯著變化，并且很可能仍將繼續(xù)，值得人類警醒和高度關(guān)注。近期的分析研究指出，TC強度在不斷增強，強臺風增多，TC移動速度變緩（強熱帶氣旋尤甚），TC活動更加趨近陸地，對陸地人類影響加強，登陸TC衰減速率變緩，內(nèi)陸受災風險加劇等等。[2-5]
盡管未來變化趨勢仍存在很大不確定性，但過去幾十年，TC活動的變化已經(jīng)顯現(xiàn)。未來全球氣候變化仍會繼續(xù)，而人類活動也會不斷增強，城鎮(zhèn)化進程仍會繼續(xù)、局地人口密度進一步加大、全球范圍內(nèi)的雙碳行動（碳達峰、碳中和）亦將產(chǎn)生顯著的影響，這些都可能對TC活動產(chǎn)生重要的影響，需要全人類持續(xù)和密切關(guān)注。
鑒于TC對人類影響的頻繁性、廣泛性和致災的嚴重性，應對TC的影響，需要社會各部門、各行業(yè)協(xié)同和聯(lián)動。
● 對于大氣科學研究人員，需要借助不斷增加的多源精細化監(jiān)測數(shù)據(jù)和高精度數(shù)值模式，進一步深入揭示TC活動規(guī)律、演變機理和強風與暴雨成因，構(gòu)建更為有效的預報方法。
● 對于氣象業(yè)務(wù)部門，需要緊密追蹤研究新進展、新方法和新技術(shù)，并強化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化應用，努力提升預報能力。
● 對于應急管理、交通、水利、城市運行管理等其他部門，需要密切關(guān)注和實時追蹤氣象業(yè)務(wù)部門發(fā)布的相關(guān)預報信息和滾動發(fā)布的預警信息，及時部署應對措施，有效保障公民、社會和經(jīng)濟安全臨災時，上述各領(lǐng)域、各部門、各行業(yè)保持高度聯(lián)動，共同抵御可能的災害影響。
此外，各部門還需要加大科普力度（尤其是大氣科學研究人員和氣象業(yè)務(wù)部門），頻繁廣泛地開展深度科普，使科技進步進一步惠及公民。
對于每個公民，需要積極學習科普知識，強化防災意識，從自己做起，愛護大自然，一定要對大自然心存敬畏，千萬不能有僥幸心理。TC來臨時，如自己處于TC影響預警區(qū)域，要做好防護，密切關(guān)注氣象部門實時發(fā)布的各種預警信息，停止戶外活動并及時轉(zhuǎn)移到安全地帶、避開臨時建筑和危舊房屋、關(guān)閉門窗、非必要不要外出、將窗外物品轉(zhuǎn)至室內(nèi)避免高空墜物等。
人類在發(fā)展進程中，要不斷感知自然、認識自然、敬畏自然、保護自然，更好地與大自然和諧共處，愛護我們賴以生存的地球。
制版編輯 | 盧卡斯
