災(zāi)害性天氣多發(fā)：暴雨過后，又現(xiàn)“煙花”
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臺(tái)風(fēng)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(qiáng)烈大氣渦旋，參照中國氣象局 “熱帶氣旋等級國家標(biāo)準(zhǔn)（GBT 19201-2006）”，我國按其中心附近近地面最大平均風(fēng)速，將熱帶氣旋劃分為六個(gè)強(qiáng)度等級：
可見，嚴(yán)格意義上講，老百姓口中常常提及的 “臺(tái)風(fēng)” 并不一定都達(dá)到了 “臺(tái)風(fēng)” 的標(biāo)準(zhǔn)，有些熱帶氣旋在其整個(gè)生命史當(dāng)中都沒能達(dá)到 “臺(tái)風(fēng)” 標(biāo)準(zhǔn)。例如，2006年的 “碧麗斯”，其生命史中最大強(qiáng)度僅為 “強(qiáng)熱帶風(fēng)暴”，但卻造成了我國南方部分地區(qū)嚴(yán)重的人員傷亡。由此也可以知道，并不是只有臺(tái)風(fēng)才能造成嚴(yán)重災(zāi)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(zāi)。因此，對于整個(gè)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(qiáng)的大氣低層氣旋性渦度（提供初始旋轉(zhuǎn)強(qiáng)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(fēng)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(gè)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(rèn)為赤道兩側(cè)3°之間的地帶不會(huì)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(shí)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(dòng)源，在西北太平洋，這種擾動(dòng)源主要來自季風(fēng)槽，在大尺度季風(fēng)槽中出現(xiàn)的大氣中尺度對流云團(tuán)充當(dāng)了TC生成的 “前兆（precursor）” 因子，而在這些中尺度對流云團(tuán)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(rèn)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(fù)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(huì)發(fā)展為臺(tái)風(fēng)，甚至超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)），攜帶大量水汽，在副熱帶高壓等提供的引導(dǎo)氣流牽引下，向中緯度地區(qū)移動(dòng)，有些會(huì)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(yán)重災(zāi)害。
據(jù)聯(lián)合國《災(zāi)害造成的人類損失2000-2019》報(bào)告，風(fēng)暴和洪水影響最為突出，本世紀(jì)初20年（2000-2019年）比上世紀(jì)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(dòng)最為顯著的區(qū)域之一，全年都可能有TC活動(dòng)，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?qiáng)強(qiáng)度與劇烈的風(fēng)雨。我國是世界上TC登陸最多、受影響最為嚴(yán)重的國家，例如，2018年西北太平洋海域生成30多個(gè)TC，其中，12個(gè)在我國登陸，登陸總數(shù)更是高達(dá)20次。
TC帶來的直接影響主要源自其顯著的風(fēng)雨，狂風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮是它的三大殺手锏?？耧L(fēng)最大可達(dá)60米/秒以上，例如2006年的 “桑美”；暴雨最大日雨量可達(dá)1000毫米以上，例如2009年的 “莫拉克”；風(fēng)暴潮風(fēng)暴增水可達(dá)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(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)降水。TC大風(fēng)可掀起海洋巨浪威脅航運(yùn)和漁業(yè)安全，登陸TC大風(fēng)對沿海城市安全運(yùn)行構(gòu)成巨大威脅。由于陸地摩擦的影響，TC登陸后，大風(fēng)往往迅速減弱；與大風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)的相互作用，還可引發(fā)遠(yuǎn)離TC環(huán)流的 “遠(yuǎn)距離暴雨”。
統(tǒng)計(jì)顯示，“胡煥庸線” 以東所有地區(qū)都會(huì)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(zāi)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(fēng)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(zāi)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(huì)的影響往往是全方位的，除了上述災(zāi)害，還可造成物價(jià)波動(dòng)、城市正常運(yùn)行秩序破壞、災(zāi)后疫情蔓延威脅等。當(dāng)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(zāi)害性和益處，趨利避害是最終目標(biāo)，但就人類現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平而言，與這一目標(biāo)還相距甚遠(yuǎn)，對TC的活動(dòng)規(guī)律、演變機(jī)理等仍缺乏足夠的認(rèn)知，預(yù)報(bào)能力仍亟需推進(jìn)。
目前，對于TC的預(yù)報(bào)，主要關(guān)注其移動(dòng)路徑（指TC中心移動(dòng)軌跡）和強(qiáng)度變化，進(jìn)而研判其風(fēng)雨影響，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對TC規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深入，預(yù)報(bào)水平逐年提高。其中，平均路徑預(yù)報(bào)誤差已經(jīng)減少到幾十公里，但強(qiáng)度預(yù)報(bào)進(jìn)展相對緩慢，精細(xì)化的風(fēng)雨預(yù)報(bào)則更為困難。因?yàn)橐苿?dòng)路徑和強(qiáng)度等的小幅偏差都會(huì)造成風(fēng)雨分布和強(qiáng)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(huì)引起顯著不同的風(fēng)雨。
TC登陸過程則更為復(fù)雜，登陸過程涉及極其復(fù)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(fù)雜因素均會(huì)引起TC移動(dòng)路徑、TC強(qiáng)度、風(fēng)雨分布和強(qiáng)度的顯著變化，甚至異常變化，造成預(yù)報(bào)偏差和應(yīng)急措手不及。
多年來，大氣科學(xué)界一直致力于深入認(rèn)識(shí)TC活動(dòng)規(guī)律和演化機(jī)理，進(jìn)而提升預(yù)報(bào)水平，借助氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)、自動(dòng)氣象站、風(fēng)廓線雷達(dá)、無人機(jī)、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(jī)理；借助超級計(jì)算系統(tǒng)和高精度極其復(fù)雜的數(shù)值預(yù)報(bào)模式，推演和預(yù)報(bào)TC未來走向和變化。上述TC移動(dòng)路徑、強(qiáng)度和風(fēng)雨預(yù)報(bào)的不斷進(jìn)步與這些不懈努力密切相關(guān)。
但由于TC活動(dòng)的復(fù)雜性，比如TC附近其它天氣系統(tǒng)的復(fù)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(dòng)等，均會(huì)對TC活動(dòng)和風(fēng)雨變化產(chǎn)生不同程度的影響，精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)仍極其困難。
目前，TC預(yù)報(bào)的難點(diǎn)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(dòng)速度減慢或突然加速）、強(qiáng)度變化（尤其是異常變化，例如快速增強(qiáng)/減弱）、強(qiáng)風(fēng)/暴雨落區(qū)和強(qiáng)度（龐大的TC環(huán)流內(nèi)，強(qiáng)風(fēng)/強(qiáng)降水分布呈現(xiàn)顯著的非均勻特征，TC環(huán)流內(nèi)甚至?xí)霈F(xiàn) “風(fēng)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(rèn)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(xué)界和氣象業(yè)務(wù)部門共同努力，協(xié)同攻關(guān)、逐步推進(jìn)。
需要指出的是，TC活動(dòng)規(guī)律也在不斷變化，例如，建國以來一共有8-9個(gè)TC登陸上海地區(qū)，其中2018年在1個(gè)月之內(nèi)就有3個(gè)。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(tái)”（整個(gè)7月無臺(tái)風(fēng)活動(dòng)），但10月一下子生成7個(gè)；2020年8月下旬至9月上旬，我國東北地區(qū)遭遇罕見的臺(tái)風(fēng)三連擊。今年的 “煙花” 行動(dòng)緩慢、路徑曲折，最終在上海附近的舟山登陸，進(jìn)而進(jìn)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(jìn)的城鎮(zhèn)化等人類活動(dòng)，包括TC在內(nèi)的高影響天氣的活動(dòng)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(qiáng)度在不斷增強(qiáng)，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)增多，TC移動(dòng)速度變緩（強(qiáng)熱帶氣旋尤甚），TC活動(dòng)更加趨近陸地，對陸地人類影響加強(qiáng)，登陸TC衰減速率變緩，內(nèi)陸受災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)的變化已經(jīng)顯現(xiàn)。未來全球氣候變化仍會(huì)繼續(xù)，而人類活動(dòng)也會(huì)不斷增強(qiáng)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程仍會(huì)繼續(xù)、局地人口密度進(jìn)一步加大、全球范圍內(nèi)的雙碳行動(dòng)（碳達(dá)峰、碳中和）亦將產(chǎn)生顯著的影響，這些都可能對TC活動(dòng)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(zāi)的嚴(yán)重性，應(yīng)對TC的影響，需要社會(huì)各部門、各行業(yè)協(xié)同和聯(lián)動(dòng)。
● 對于大氣科學(xué)研究人員，需要借助不斷增加的多源精細(xì)化監(jiān)測數(shù)據(jù)和高精度數(shù)值模式，進(jìn)一步深入揭示TC活動(dòng)規(guī)律、演變機(jī)理和強(qiáng)風(fēng)與暴雨成因，構(gòu)建更為有效的預(yù)報(bào)方法。
● 對于氣象業(yè)務(wù)部門，需要緊密追蹤研究新進(jìn)展、新方法和新技術(shù)，并強(qiáng)化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，努力提升預(yù)報(bào)能力。
● 對于應(yīng)急管理、交通、水利、城市運(yùn)行管理等其他部門，需要密切關(guān)注和實(shí)時(shí)追蹤氣象業(yè)務(wù)部門發(fā)布的相關(guān)預(yù)報(bào)信息和滾動(dòng)發(fā)布的預(yù)警信息，及時(shí)部署應(yīng)對措施，有效保障公民、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)安全臨災(zāi)時(shí)，上述各領(lǐng)域、各部門、各行業(yè)保持高度聯(lián)動(dòng)，共同抵御可能的災(zāi)害影響。
此外，各部門還需要加大科普力度（尤其是大氣科學(xué)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(jìn)步進(jìn)一步惠及公民。
對于每個(gè)公民，需要積極學(xué)習(xí)科普知識(shí)，強(qiáng)化防災(zāi)意識(shí)，從自己做起，愛護(hù)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(shí)，如自己處于TC影響預(yù)警區(qū)域，要做好防護(hù)，密切關(guān)注氣象部門實(shí)時(shí)發(fā)布的各種預(yù)警信息，停止戶外活動(dòng)并及時(shí)轉(zhuǎn)移到安全地帶、避開臨時(shí)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(jìn)程中，要不斷感知自然、認(rèn)識(shí)自然、敬畏自然、保護(hù)自然，更好地與大自然和諧共處，愛護(hù)我們賴以生存的地球。
制版編輯 | 盧卡斯
