为何难以被准确预报 越来越猛烈的暴雨

为何难以被准确预报

近年来,暴雨这个关键词越来越频繁地出现在热搜上,也切实发生在我们的生活中。

从1961年到2023年,我国平均每年要发生38次暴雨过程。从数据看,极端降水发生频次和强度增加显著,短历时降水破纪录事件趋频。

越下越大的暴雨,造成的影响及其引发的内涝、山洪、泥石流等次生灾害愈加明显,不断向政府和公众提出新的应对命题。气候变化背景下,暴雨趋势走向如何?技术不断进步,为何暴雨预报不能做到“百发百中”?

我国是一个多暴雨的国家。雨带在辽阔的地域从南向北推进,造就了不同区域不同类型的暴雨——华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、华北低槽和低涡暴雨……主要集中在5至8月汛期的暴雨,强度大、极值高、持续时间长、范围广。

预报 今年华南前汛期暴雨接连不断,截至5月中旬,华南地区(福建、广东、广西、海南)降水为1961年以来同期最多。今年发生的前12次区域暴雨过程,11次都下在了南方,明显多于常年同期的7.4次。

与此同时,暴雨这个刻板印象中的南方“特产”,在北方似乎也越来越常见。

国家气候中心首席预报员郑志海说,近年来,东北、华北等地夏季降水处于偏多的年代际背景下,尤其是华北地区,2016年以来有7年降水偏多。

其中一些极端事件,更让人印象深刻。2021年7月河南发生特大暴雨灾害,郑州气象观测站以201.9毫米的小时降雨量突破我国大陆有记录以来的历史极值。去年夏天,受台风“杜苏芮”残余环流影响,京津冀等地出现暴雨过程,多地受灾。

“全球变暖带来的大气含水量升高、城市热岛效应加剧等,将增加城市极端暴雨的频次和强度。”中国气象局武汉暴雨研究所总工程师万蓉说,虽然变暖会减少热带气旋数量,但会增加其强度和随之带来的降雨。

可以说,极端强降水发生的风险增大,已经从学术研究走向我们将长期面对的现实。

难以捉摸的落区、出人意料的降水量,常是暴雨致灾的重要原因。技术发达的今天,暴雨仍无法被准确预报在几点几分下、下在哪个区,让许多公众感到难以理解。

影响暴雨发生发展的因素繁多且复杂,风云变幻的过程和影响很难被精确量化。从事暴雨研究多年的武汉暴雨研究所暴雨数值预报研究室主任周志敏,将暴雨数值预报模式过程比作解一个巨大的方程组。

“卫星、雷达等各种探测数据进行同化后,进入方程组得到一个初始解,然后不断迭代。”周志敏说,由于目前对暴雨物理过程的认知并不完整,因此方程组无法准确描述这些自然现象及相互作用。

观测 一方面方程组还不能完全准确反映暴雨发生发展的实际过程,且在这个庞大的方程组里,未知数的个数远大于方程数量,无法算出定解。另一方面,带入这个方程组的未知数,即影响暴雨各因素的实际数值,也很难被准确观测。

“沿海和梅雨锋暴雨的雨滴形状其实不同,沿海小雨滴多,梅雨锋雨滴直径要大一些,但在模式里看不出这些差异。”周志敏说,这些细节也是影响突发性、局地性暴雨预报准确率的关键。

有着近20年预报业务经验的武汉中心气象台首席预报员钟敏认为,突发性、局地性、极端性暴雨仍是预报瓶颈。“数值预报模式还有优化空间,实时观测资料不充足也限制了短临预报提前量的提升。”钟敏说。

事实上,在暴雨机理和预报的研究上,科学家们一直在回答是什么、为什么、怎么办的问题。“暴雨发生时的真实状态是什么?什么原因、哪些因素在起主导作用?后面它会怎样发展?我们一直在围绕这三个问题开展研究。”万蓉说。

越来越猛烈的暴雨

在位于湖北咸宁的中国气象局长江中游暴雨监测野外科学试验基地,风廓线雷达、激光雨滴谱仪、云高仪等设备实时捕捉不同高度大气状态风的物理参量、雨滴形状、云底高度等。约300公里外的大洪山试验基地,更是分别在海拔211米、515米、985米、1050米布设多种气象观测设备,试图为暴雨的形成演变描绘清晰画像。

我国

目前我国从地面、雷达、卫星遥感和探空等多个维度开展暴雨观测体系建设。据统计,全国气象部门地面自动站共计76245个,气象卫星9颗,新一代天气雷达252部,X波段天气雷达294部,风廓线雷达225部,探空站120个。

观测要素内容和范围精度的提升,让一些此前的认知盲区被揭开。

“观测资料更精细后,我们发现在一公里以下有一支低空急流,尺度在几十到一两百公里之间,其出口处通常就是强降雨中心。”武汉暴雨研究所研究员汪小康说。

对暴雨预报这个世界级难题来说,更精确的观测、更深入的机理研究一直是学界和业界共同面临的难点和努力方向。

“暴雨的环境场怎么配置、动力场和热力场是怎样的、水汽条件和地形特征如何等,它们相互影响从而产生不确定性,所以我们需要深入到微观去研究分析。”万蓉说。

专家表示,除提高预报预警准确率外,应对暴雨还需提高水利、防汛设施水平,推进韧性城市建设,全面提升防灾减灾救灾能力。

编辑 胡德成

影响

流程编辑 严圣淼


现在的天气预报为什么这么不准确?

天气预报不准确的原因有以下五点:大气运动的复杂性:大气中的运动是混沌的,某些运动甚至不可预测,这就导致了天气变化的不确定性。 观测数据的局限性:观测数据常常存在不全面和不准确的问题,例如在一些偏远地区或特定地形中,观测数据可能不足。 尽管气象卫星可以弥补这些不足,但仍存在信息缺失的问题。 模型算法和参数设置:目前使用的气象模型在预测长期天气变化时仍存在一些不准确性,这可能与模型算法、参数设置以及计算机的运算能力有限有关。 大气环境的复杂性:大气环境复杂多变,难以完全理解和模拟,特别是对于一些特殊天气现象,如台风、暴雨等,难以精确预测。 人类认知和技术水平限制:目前,人类对大气运动的认知和气象科学的发展水平有限,预报技术仍需不断提高。 总的来说,天气预报的不准确性是由多种因素共同影响的。 在日常生活中,我们应理性看待天气预报,了解其局限性,并随时注意天气变化。

极端天气频发,天气预报难题如何破局?

我们知道,在最近几年,极端天气都频繁的发生,有很多人在面对这样的极端天气的时候都会被伤害的措手不及。大家就纷纷的怨声载道,为什么气象局没有提前公布这样的极端恶劣天气呢?其实并不是气象局不公布,而是不能够那么准确的预测。

一、自古以来我们的天气预报已经变得越来越准确了。

我们也知道,自古以来我们的天气预报已经变得越来越准确了,但是你如果说能够达到100%准确的话,那也是很难能够做到的。尤其是像这样的极端恶劣天气,他们的特点就是来得非常的快,而且也非常的凶猛,像这样的天气,天气预报都是很难能够预测的,所以当面临这样的天气的时候,人们应该有一个最基本的判断。比如说当狂风四起的时候,你就应该躲到建筑物里,而不是在大街上乱走,这样的话就可以最大程度的减少伤害程度,保护自己的人身健康安全。

二、最近几年极端恶劣天气都是频繁的发生。

我们也可以看到,最近几年极端恶劣天气都是频繁的发生,这也与环境有关系的。我们可以看到地球家园已经被破坏的满目苍夷了,每一年我们都能感觉到夏天一年比一年的热,而冬天一年又比一年的冷,也是这样的一点点的变化促使这个地球的环境完全发生了改变,像极端恶劣天气也是极其容易发生的。

三、我们也在不断的去研究如何能够准确的预测这些极端恶劣天气。

我们也在,我们也在不断的去研究如何能够准确的预测这些极端恶劣天气,就像我们从古至今就想要准确的去预测地震这样的灾害一样虽然很难,但是我们也在不断的努力中。相信那些科学家们可以一步又一步地将天气预报预测的准确,这样子的话我们人类也会减少很多的灾害。就拿这次郑州暴雨来说,这种千年一遇的暴雨如果我们能够提前预测的话,提前做好防备的话,也会减少很多的财产损失和人员伤亡的。

综上,我们可以发现,相信在未来随着人类的进步,天气预报会越来越准确了。对此,你有什么其他的看法?可以在评论区里说一下,大家一起来讨论一下。

为什么气象灾害提前预警会这么难?

因为很多气象灾害都是极端天气,往往是突如其来,现在的科技水平只能大概率预测,这些极端天气很难准确预测到,所以气象灾害提前预警非常难。

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