每經(jīng)記者｜孫宇婷    每經(jīng)編輯｜魏文藝    

近日，甘肅、青海等西北省份連續(xù)遭遇強(qiáng)降雨襲擊，多地啟動洪水防御Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)。曾經(jīng)“十年九旱”的西北地區(qū)，如今正頻繁面臨暴雨威脅，防汛形勢嚴(yán)峻。

“在全球變暖背景下，西北干旱區(qū)極端降水事件呈現(xiàn)‘強(qiáng)度大、突發(fā)性強(qiáng)’的新特征?！敝袊茖W(xué)院院士、大氣科學(xué)家黃建平近日在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者（以下簡稱“NBD”）專訪時指出，“‘短時強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇’鏈?zhǔn)綖?zāi)害已非偶然個案，正逐漸成為一種頻發(fā)態(tài)勢”。

作為聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告主要撰寫人，黃建平院士長期致力于半干旱氣候變化研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊建成國際領(lǐng)先的半干旱氣候綜合觀測系統(tǒng)，其多項原創(chuàng)性研究成果為理解西北地區(qū)氣候演變和極端天氣發(fā)生機(jī)制提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

黃建平院士 圖片來源：受訪者提供

現(xiàn)狀：西北地形復(fù)雜，觀測點有限，局地突發(fā)性暴雨預(yù)報仍存挑戰(zhàn)

NBD：根據(jù)您團(tuán)隊的研究，近年來西北干旱—半干旱區(qū)的降水模式發(fā)生了哪些顯著變化？例如蘭州，突發(fā)性強(qiáng)降水頻率是否真的在增加？這種變化與全球氣候變暖的關(guān)聯(lián)性如何？

黃建平：西北整體確實在變“濕”，但雨水下得越來越“極端”。研究表明，我國西北干旱—半干旱地區(qū)自上世紀(jì)80年代以來，降水量和徑流量呈現(xiàn)持續(xù)增加態(tài)勢，部分干涸湖泊水位回升，洪水事件也更加頻繁。但降水增加并非均勻分布，整體呈現(xiàn)“東多西少”的空間格局。與此同時，極端降水事件的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時間均顯著增加，特別是在新疆北部、河西走廊及隴中地區(qū)。尤以蘭州為代表的城市，突發(fā)性強(qiáng)降水事件的增多趨勢已十分明顯。

這主要與全球氣候變暖密切相關(guān)：一方面，氣候變暖導(dǎo)致大氣持水能力增強(qiáng)，如同“海綿”變厚，為強(qiáng)降水創(chuàng)造了條件；另一方面，北極增溫及熱帶氣旋活動變化也間接調(diào)整了水汽輸送路徑，使更多水汽能夠深入內(nèi)陸，為西北極端降水提供了必要條件。

NBD：2023年“杜蘇芮”臺風(fēng)引發(fā)華北特大暴雨，而西北地區(qū)近年來也出現(xiàn)“短時強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇”鏈?zhǔn)綖?zāi)害。從氣候?qū)W角度看，這類極端事件在西北是否為偶然現(xiàn)象？

黃建平：這類“短時強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇”鏈?zhǔn)綖?zāi)害，在西北地區(qū)已非偶然個案，正逐漸成為一種頻發(fā)態(tài)勢。核心原因可以歸結(jié)為三方面：

一是全球變暖導(dǎo)致大氣能量和水汽含量增加，極端降水事件在全球范圍內(nèi)趨多趨強(qiáng)，副熱帶高壓北抬等現(xiàn)象使得水汽得以更深入西北內(nèi)陸，改變了區(qū)域降水格局。

二是地域特性放大災(zāi)害，西北多山地丘陵地形，強(qiáng)降水易迅速匯聚形成山洪，沖擊下游城鎮(zhèn)，而城鎮(zhèn)多位于河谷地帶，承災(zāi)體（人口、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等）高度集中，易形成災(zāi)害鏈。

三是下墊面改變加劇風(fēng)險，城市化進(jìn)程中的地表硬化、河道侵占、排水系統(tǒng)能力不足等問題，削弱了自然調(diào)蓄功能，放大了極端天氣的致災(zāi)效應(yīng)，讓內(nèi)澇等次生災(zāi)害更易發(fā)生。

NBD：西北城市（如蘭州）的氣候脆弱性表現(xiàn)為哪些特征？這些特征是否使得西北城市對極端降水的敏感度更高？

黃建平：西北城市的氣候脆弱性具有典型性，主要體現(xiàn)為三類：第一類是自然條件先天不足。降水集中且變率大，易發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)；地處河谷盆地，地形抬升作用顯著，暴雨更易引發(fā)山洪；生態(tài)本底脆弱，土壤保水能力差，遇強(qiáng)雨更易形成徑流與地質(zhì)災(zāi)害。第二類是社會經(jīng)濟(jì)承災(zāi)能力弱。部分基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基于歷史氣候，難以應(yīng)對超越歷史極值的極端事件；快速城市化擴(kuò)大了承災(zāi)體暴露度；部分區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)資源和能力相對有限。這些特征相互疊加，顯著提高了西北城市對極端降水的敏感度。第三類是應(yīng)對極端暴雨能力弱：老城區(qū)排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不高，應(yīng)對極端暴雨比較吃力。所以一旦下大雨，就容易出事。

NBD：目前對西北突發(fā)性強(qiáng)降水的預(yù)報精度如何？哪些技術(shù)能提升西北地區(qū)極端天氣的預(yù)警能力？

黃建平：目前，得益于數(shù)值預(yù)報模式進(jìn)步和多源資料融合應(yīng)用，我們對西北地區(qū)強(qiáng)降水的預(yù)報能力穩(wěn)步提升。例如，2024年9月青海大通暴雨過程中，提前24小時對暴雨落區(qū)做出了較準(zhǔn)確預(yù)報，暴雨紅色預(yù)警提前量達(dá)58分鐘。當(dāng)前，短期晴雨預(yù)報準(zhǔn)確率已超80%，暴雨預(yù)警信號準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。然而，西北地形復(fù)雜，觀測站點相對稀疏，對局地突發(fā)性、對流性極強(qiáng)的暴雨預(yù)報仍是巨大挑戰(zhàn)。

我們對其發(fā)生時間、地點和量級的精細(xì)化預(yù)報仍存在不確定性。未來提升預(yù)警能力需依靠：一是構(gòu)建“空—天—地”一體化的精密監(jiān)測網(wǎng)，彌補(bǔ)觀測空白；二是發(fā)展公里級甚至更精細(xì)化的區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式，更好刻畫地形與云雨物理過程；三是深化人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)融合、預(yù)報解釋應(yīng)用中的運用；四是優(yōu)化以預(yù)警信號為導(dǎo)向的“叫應(yīng)”機(jī)制，解決預(yù)警發(fā)布“最后一公里”問題。

應(yīng)對極端天氣不能“等風(fēng)來” 建議：共享數(shù)據(jù)、算清“未來損失大賬”

NBD：在“半干旱氣候系統(tǒng)模擬”研究中，如何將氣候預(yù)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為城市防災(zāi)的具體建議？

黃建平：將氣候預(yù)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為防災(zāi)建議是一個系統(tǒng)性過程，主要分為四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

一是降尺度與精細(xì)化。利用區(qū)域氣候模式和高分辨率數(shù)值模型，將大尺度氣候預(yù)測信息降尺度到城市尺度，生成更高分辨率的未來氣溫、降水等要素預(yù)估產(chǎn)品。

二是風(fēng)險評估與制圖。結(jié)合城市下墊面信息（如地形、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施分布）、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（如人口、資產(chǎn)）和未來氣候情景，開展暴雨內(nèi)澇、高溫?zé)崂说葹?zāi)害的風(fēng)險評估，識別高風(fēng)險區(qū)域和脆弱環(huán)節(jié)。

三是制定適應(yīng)性對策。依據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，提出針對性建議。例如：修訂城市排水防澇、防洪工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；優(yōu)化海綿城市布局和蓄滯洪空間；調(diào)整水資源調(diào)度方案；建立分災(zāi)種、分級別的氣候風(fēng)險預(yù)警響應(yīng)流程；規(guī)劃避險通道和應(yīng)急設(shè)施。

四是動態(tài)更新與路徑適應(yīng)。認(rèn)識到氣候預(yù)測存在不確定性，需建立動態(tài)適應(yīng)路徑，定期更新預(yù)測數(shù)據(jù)和風(fēng)險評估，并據(jù)此調(diào)整防災(zāi)策略，形成“監(jiān)測—預(yù)測—評估—決策—更新”的閉環(huán)管理。

NBD：氣候科學(xué)家如何與城市規(guī)劃、水利部門合作？是否存在“數(shù)據(jù)壁壘”或“政策落地難”問題？

黃建平：有效合作是提升城市氣候韌性的關(guān)鍵。理想模式下，氣候科學(xué)家提供未來氣候風(fēng)險信息（如極端降水強(qiáng)度頻率變化），規(guī)劃水利部門據(jù)此修訂設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整工程布局、優(yōu)化管理方案。例如，根據(jù)未來暴雨風(fēng)險升級排水管網(wǎng)，依據(jù)干旱預(yù)測優(yōu)化水源配置。

然而在實際合作中，“數(shù)據(jù)壁壘”和“政策落地難”仍是普遍存在的挑戰(zhàn)?！皵?shù)據(jù)壁壘”體現(xiàn)在：氣象數(shù)據(jù)與工程設(shè)計參數(shù)（如設(shè)計暴雨公式）格式、標(biāo)準(zhǔn)不一；部門間數(shù)據(jù)共享機(jī)制不暢；部分?jǐn)?shù)據(jù)涉密或管理權(quán)限限制?！罢呗涞仉y”根源在于：氣候風(fēng)險的長期性、概率性與工程決策要求的確定性、當(dāng)期效益存在矛盾；適應(yīng)措施前期投入大，而減災(zāi)效益顯現(xiàn)滯后；科學(xué)語言與工程語言、政策語言轉(zhuǎn)換不足。

破解之道在于：一是建立跨部門協(xié)作平臺，推動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與共享；二是科學(xué)家需提供更貼近決策需求的“用戶友好型”產(chǎn)品（如氣候可行性論證報告、風(fēng)險地圖）；三是決策者需提升風(fēng)險意識，將氣候適應(yīng)納入長遠(yuǎn)規(guī)劃，算清“避免未來損失”的大賬；四是探索基于風(fēng)險的投融資機(jī)制，如氣候適應(yīng)型保險。

預(yù)警：未來恐遭遇更猛暴雨，需盡快開展標(biāo)準(zhǔn)修訂及工程改造

NBD：您團(tuán)隊目前的研究能否模擬不同排放情景下西北城市未來的極端降水特征？這些結(jié)果如何指導(dǎo)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的修訂？例如，蘭州目前的排水設(shè)計是否低估了氣候變暖下的短時強(qiáng)降水風(fēng)險？

黃建平：我們的模擬顯示，由于氣候變暖，未來蘭州可能遭遇比歷史記錄更猛的暴雨。我們基于CMIP6（編者注：CMIP6即Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，是由世界氣象組織支持的國際耦合模式比較計劃，通過多模型模擬與比較提升氣候變化認(rèn)知，并為極端天氣及區(qū)域氣候預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。）多模型集合，在不同排放情景（如SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP5-8.5）下模擬表明：未來西北地區(qū)降水總量和極端降水強(qiáng)度均呈增加趨勢，高排放情景下增幅更顯著。過去“幾十年一遇”的極端降水事件將變得更頻繁。這些結(jié)果為修訂防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)提供了關(guān)鍵依據(jù)。

傳統(tǒng)工程設(shè)計基于“氣候平穩(wěn)性”假定，采用歷史數(shù)據(jù)推算設(shè)計值。我們的研究證實“氣候非平穩(wěn)性”已成為現(xiàn)實，沿用歷史標(biāo)準(zhǔn)可能系統(tǒng)性低估未來風(fēng)險。

因此，我們建議：一是采用最新延長的時間序列數(shù)據(jù)重新計算設(shè)計值；二是引入“非平穩(wěn)性”頻率分析理論，定量估算未來時期的設(shè)計暴雨強(qiáng)度；三是考慮增設(shè)“氣候變化調(diào)整系數(shù)”或直接采用未來預(yù)估結(jié)果設(shè)定新標(biāo)準(zhǔn)。對于蘭州，其排水系統(tǒng)（尤其是老城區(qū)）的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)基于歷史氣候條件，在面對氣候變暖下強(qiáng)度增強(qiáng)、頻率增加的短時強(qiáng)降水時，可能存在低估風(fēng)險。河谷地形匯聚徑流、管網(wǎng)老化、標(biāo)準(zhǔn)滯后等因素疊加，使其在極端暴雨下的脆弱性尤為突出。需盡快開展氣候適應(yīng)下的標(biāo)準(zhǔn)修訂和工程改造。

NBD：西北城市如蘭州在應(yīng)對“干旱—暴雨”轉(zhuǎn)換時，有哪些傳統(tǒng)依賴機(jī)制？從氣候?qū)W角度看，這類措施是否可能因未來降水變率加大而失效？您的研究是否發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域的暴雨系統(tǒng)存在地形強(qiáng)迫增強(qiáng)效應(yīng)？

黃建平：西北城市傳統(tǒng)上依賴工程性措施（如水庫調(diào)蓄、排水管網(wǎng)）、預(yù)報預(yù)警和應(yīng)急管理來應(yīng)對“旱澇急轉(zhuǎn)”。未來，隨著降水變率加劇、極端性增強(qiáng)，這些傳統(tǒng)措施存在失效風(fēng)險：超越設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的暴雨可能使排水系統(tǒng)飽和，難以匹配未來 “超歷史極值” 的極端事件；長期干旱后的土壤下滲能力下降會加劇地表徑流和山洪風(fēng)險，傳統(tǒng)排水管網(wǎng)難以應(yīng)對；極端干旱會導(dǎo)致水庫蓄水不足，而未來極端暴雨將大幅提升調(diào)度兼顧供水與防洪的難度。

我們的研究證實，某些區(qū)域的暴雨系統(tǒng)存在地形強(qiáng)迫增強(qiáng)效應(yīng)。蘭州所處的黃河河谷地形，以及周邊山地（如祁連山東段），對氣流的動力抬升和輻合作用顯著，使水汽集中、降水效率增高，往往導(dǎo)致暴雨強(qiáng)度比周邊地區(qū)更大，局地性更強(qiáng)。這種“地形增幅效應(yīng)”是預(yù)報和防災(zāi)中必須重點考慮的因素。

NBD：您認(rèn)為西北城市的氣候適應(yīng)投入是否應(yīng)優(yōu)先基于“高風(fēng)險區(qū)域”的科學(xué)劃定？例如，您團(tuán)隊的氣候風(fēng)險評估模型能否識別出蘭州哪些城區(qū)在未來30年面臨更高的暴雨山洪鏈?zhǔn)綖?zāi)害風(fēng)險？

黃建平：是的?；诳茖W(xué)識別的“高風(fēng)險區(qū)域”進(jìn)行優(yōu)先投入，是提升氣候適應(yīng)效率、優(yōu)化資源配置的核心原則。這要求我們從“平均投入”轉(zhuǎn)向“精準(zhǔn)減災(zāi)”。

我們的風(fēng)險評估模型（結(jié)合氣候預(yù)測、高精度地形、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施、人口經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)）能夠識別出蘭州未來的高風(fēng)險區(qū)。雖然針對精確到街道層面的動態(tài)風(fēng)險圖，還需開展持續(xù)細(xì)化工作，但根據(jù)目前的分析，我們已清晰指出以下幾類高風(fēng)險區(qū)域：黃河及其主要支流河道沿岸洪泛區(qū)，直接面臨洪水威脅；濕陷性黃土溝壑區(qū)與山前斜坡帶，如榆中縣部分區(qū)域，極端降雨下易發(fā)生滑坡、泥石流，并可能堵塞河道形成堰塞湖等鏈?zhǔn)綖?zāi)害（2025年8月榆中山洪泥石流災(zāi)害即為典例）；城市低洼易澇區(qū)及排水系統(tǒng)能力不足區(qū)，城市化改變了自然匯水路徑，內(nèi)澇風(fēng)險高；已查明的地質(zhì)災(zāi)害隱患點影響區(qū)，在更強(qiáng)的降雨作用下，其穩(wěn)定性和影響范圍可能會持續(xù)性擴(kuò)大。這些區(qū)域的識別，可為蘭州市國土空間規(guī)劃、災(zāi)害防治及應(yīng)急資源布局提供直接的科學(xué)依據(jù)。

免責(zé)聲明：本文內(nèi)容與數(shù)據(jù)僅供參考，不構(gòu)成投資建議，使用前請核實。據(jù)此操作，風(fēng)險自擔(dān)。

封面圖片來源：受訪者提供