2025年的夏天終于接近尾聲,幾乎可以用一個“暴”字來總結——暴熱、暴雨、暴風、暴旱。當“幾天下完一年的雨”在更多地方出現、暴雨與暴熱無縫切換,寶貴的水資源是否還可當作洪水一排了之,抑或將其留下以備應對干旱?
承認災害的極端性,需要轉換應對思路,通過推廣分散式的小型堰塘、壩體、階梯濕地和“口袋水庫”,實現降水的“整存零取”,以基礎設施的韌性消解極端天氣災害,或許是未來人類適應自然之道。
■魏科
7月下旬,一場罕見的極端暴雨突襲華北地區,北京首當其沖,這場持續7天、累計147小時的降雨,以局地超573.5毫米的降水量逼近北京年均降水總量,全市受災人口30余萬,2.4萬間房屋受損。
這場暴雨并非孤立事件。同期,河北、內蒙古等地也遭遇大暴雨,引發城市內澇、山洪等多種災害,其背后是西太平洋副熱帶高壓異常、臺風遠程水汽輸送、地形抬升等多種氣象因素的復雜耦合。
在全球變暖大背景下,極端降水事件日趨頻繁。今夏的華北暴雨不僅暴露了區域水情治理、基礎設施建設中的短板,也再次凸顯了從科學認知到政府管理協同應對極端天氣的重要性。氣候危機加劇,我們該如何筑牢安全防線?
極端暴雨來襲
單日雨量逼近年均降水
北京這場罕見極端暴雨,從7月23日8時開始,一直持續到7月29日11時。這場暴雨中,北京全市平均降水量達210.4毫米,密云區全區平均降水量達366.6毫米,其中局地降水量達573.5毫米(密云區郎房峪),接近北京年均降水總量。
據北京市防汛救災新聞發布會披露的統計信息,暴雨在北京造成嚴重洪澇,其中密云、懷柔、延慶、平谷等山區受災嚴重,截至7月31日12時,因災死亡44人,失聯失蹤9人。此次洪澇受災人口30余萬,累計轉移人口10.4萬人,并有2.4萬間房屋受損。
這場暴雨成因復雜,是多種氣象因素耦合的結果。其中,影響我國夏季天氣的主要環流系統西太平洋副熱帶高壓(簡稱“西太副高”)較常年同期偏強偏北,這使得位于西太副高北側的我國主雨帶較常年同期偏北。
同期,我國陜西北部、山西北部、內蒙古中東部、京津冀、東北地區也都處在同一個巨大雨帶中,不少地區出現大暴雨,多地打破當地單日降水紀錄。
這場暴雨與西太平洋上的臺風遠程輸送作用有關。盡管當時第8號臺風“竹節草”和第9號臺風“羅莎”均處于遙遠的西太平洋上,但兩個臺風北側的強東風與副熱帶高壓的外圍環流相匯合,好似遙遠的“加壓站”,源源不斷將海上的暖濕空氣輸向內陸,給盤踞在我國北方的雨帶提供充足水汽,為暴雨的形成創造了必要條件。
我國華北地區西邊為綿延的太行山脈,南北長約500千米,北部為東西走向的燕山山脈,長約350千米。當來自海上的暖濕氣流在前進中遇到山脈被迫抬升時,容易冷卻凝結形成降雨,這使得山區和山前地區成為暴雨集中區。此次位于暴雨中心的北京密云、河北易縣、河北阜平縣等都處于這樣的地形環境。
另外,華北地區地處中緯度地區,不僅受熱帶水汽環流影響,也受來自更高緯度的天氣過程影響。當高緯度的低壓系統攜帶冷空氣南下時,就容易在華北地區產生冷暖交匯鋒區,激蕩起高聳的云墻,帶來暴雨天氣。
江南“暴力梅”漸多
全球變暖加劇極端降水
我國東部大部分地區為季風氣候,冬夏風向相反,夏季高溫與雨季完全重疊,這種雨熱同期有利于植物生長,是我國東部地區成為魚米之鄉的基礎。然而,由于降雨主要集中在夏季,6—8月集中了全年50%—70%的雨量,因此短時雨量強度大,易觸發暴雨、洪澇災害。
近年來,全球變暖進一步加劇了降水的極端性。全球變暖導致大氣中水汽含量增加,使得降水變得更加劇烈和極端。根據最新研究,全球平均溫度每升高1℃,極端暴雨(極端日降水)的平均強度約增加7%。若綜合考慮大氣動力、水汽輸送和區域反饋,全球范圍內,氣溫每升高1℃,極端強降水事件的增幅可達7%—10%,在濕潤地區甚至可超過10%。
這種極端暴雨的增加趨勢已得到觀測數據印證。據聯合國防災減災署發布的相關報告,21世紀前20年與20世紀最后20年相比,風暴事件增加了97%,洪澇事件增加了134%。
歷史上,我國江南梅雨向來以纏綿著稱,但近年也已不知不覺發生了顯著變化——在全球變暖影響下,曾經的“黃梅雨細麥秋輕”“湛湛長江去,冥冥細雨來”,逐漸被極端降雨或高溫干旱取代,現在梅雨季更常見的是瓢潑大雨與高溫炙烤的無縫切換。例如,2020年長江流域的暴雨來得又快又急,6月中旬,長江流域的降水量尚在正常范圍以內,而6月底和7月初短短一周的暴雨就突破了1998年同時期的累計降水量,在長江中下游產生嚴重洪澇。
暴雨過程涉及水在氣態和液態之間的轉換,蘊藏著巨大能量:1萬平方千米區域內降下一場暴雨(24小時降水量達50毫米或以上),釋放的總潛熱能相當于2萬顆廣島原子彈爆炸釋放的能量。我國夏季雨季期間,雨帶的面積動輒可達數十萬平方千米,過程降雨量超過250毫米以上(特大暴雨標準)——其釋放的能量大到驚人,因此暴雨中發生超強大風、雷暴、閃電、冰雹,甚至龍卷風等都是常見現象。
未來,這樣的極端降水事件將會越來越多。無論是城市還是鄉村,無論是北方還是南方,都必須提前做好應對準備。
水資源大挪移
防洪應轉向“毛細血管”
我國華北季風區大多處于半干旱、半濕潤地帶。這意味著,這些地區在雨季時氣候濕潤,降水充沛,而秋、冬、春三季則進入干旱期,水資源緊缺。
在人類農業和工業發展之前,雨季的華北地區遍地沼澤、池塘、濕地和河流,雨季過后,水量逐漸減少,到了冬春季節水落石出,逐漸干涸。北京的不少地名就顯示出曾經的濕地盛況:海淀、積水潭、南沙灘、北沙灘、葦子坑等。
遍地的池沼和濕地為生態系統提供了降雨緩沖區,也在雨季和旱季之間實現了水資源的時間“大挪移”。然而,隨著社會化進程加速,人類排干濕地以發展農業,而城市發展更需要填平池塘并大規模硬化地面。這些都使雨季里的降水需要大規??焖傩购?,無法留滯,而旱季又需要大規模調水,以滿足農業、工業和居民生活對水資源的需求。
根據2022年《北京市水資源公報》,當年北京入境水量9.03億立方米,出境水量27.94億立方米,凈排出水量為18.91億立方米,這其中主要應為泄洪水量。為彌補水資源不足,2022年南水北調中線工程全年調入水量11.07億立方米,黃河水全年調入水量1.03億立方米,可見調入水量還不及泄洪水量。
隨著極端暴雨逐漸常態化,防洪主戰場已經從大江大河轉向了“毛細血管”式的中小河流和山洪溝。因此,治理思路亟需隨之升級,不能簡單地將暴雨引發的洪水“一排了之”——如果在夏季把所有降水都排走,那么在秋、冬、春三季就會面臨嚴重的水資源短缺和干旱問題。更合理的治理思路應該是優先建設分散式的小型堰塘、壩體和階梯濕地,通過消能減速來替代單純的加速下泄。
對于中小河流而言,可恢復流域的部分濕地,推廣建設更多“口袋水庫”——暴雨時期,這些水庫能夠吸納洪峰流量,將洪水轉化為緩釋的水量,從而守住山區安全底線,科學統籌水資源。同時,這些水庫還兼具景觀功能,可為當地旅游開發創造新資源。
提升防洪韌性
“城市濕地”宜多規劃
復雜地形區域的強對流天氣預報是世界性難題,即使再過幾十年也無法做到100%準確。因此,防災減災的關鍵在于基礎設施的完善。
事實上,2020年長江流域大部分地區在當年7月中旬的降水量,比1998年同期多出100毫米以上,但災情比1998年輕得多。究其原因不難發現,這22年間,我國加快了長江及支流上的大型水利樞紐工程,使得長江及其支流水庫群的總調節庫容大幅增加。此外,長江、支流和湖泊的大堤也已全面加固——這些大規模基礎設施構成了應對洪澇災害的堅固防線。
與此同時,長江流域還進行了大規模退耕還湖。以洞庭湖為例,退耕還湖使湖泊面積增加了約800平方公里,低洼地區人口和村莊的重新建設和安置,也大大減少了洪水發生時的人員傷亡和財產損失。
我們還須意識到,建設“千年一遇”“萬年一遇”的工程設施,不僅建設和維護成本巨大,在全球變暖的加速影響下,依舊不能排除超越工程標準的、更極端的暴雨發生的可能。
當災害突破工程設施的應對上限,如果我們對可能淹沒的區域有所設定,通過完備的管理和調控措施,則可將損失降低到最小。例如,劃定河邊、湖邊、水庫、公園的一些公共活動區域,不建設永久性建筑——在旱季和少雨期,這些區域可作為公共綠地和活動區,遭遇暴雨時則可作為臨時性行洪區或蓄水區。暴雨過后,此類區域又可作為親水樂園,并逐漸排出或對這些水資源加以利用。作為暴雨的緩沖區,這些“城市濕地”的生態系統調節功能,也將有助于改善城市環境。
(作者為中國科學院大氣物理研究所研究員)
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