深度报道:从2016回望1998年特大洪水
从2016回望1998:气象特征与当年有何异同?
编者按:1998年,长江、嫩江、松花江等流域出现特大洪水。2016年,同样是在超强厄尔尼诺事件次年,国家防总多次强调今年“应以防御‘98+’长江特大洪水为目标”。
那么,今年入汛前后呈现出的气象特征,是否预示着与18年前相似的严峻汛情;18年来预报技术的发展与革新,是否让我们在预判雨情汛情时更有把握,从而更为科学地应对可能出现的洪水;随着气象现代化发展,经历过1998年汛期磨砺的预报员,又将如何看待这一职业角色在18年间的转变?
·前期天气特点与气候背景与1998年相似
·入汛以来降水频次与强度超过当年同期
·全球变暖增加汛期极端降水发生概率
中国气象报记者段昊书 徐文彬
1998年,长江、嫩江、松花江等流域出现特大洪水,影响范围之广、持续时间之长、洪涝灾害之重,令人记忆犹新。而国家防总已多次强调今年“发生大洪水的可能性很大”,应以防御“98+”长江特大洪水为目标。目前的天气形势与气候特点与1998年有何异同?
记者从国家气象中心了解到,自今年3月21日我国入汛以来,截至4月26日,南方地区已出现11轮降水过程。而在1998年同期,南方地区共出现8轮降水过程。
事实上,不仅仅是“3月下旬至4月下旬降水过程较多”这一条,今年入汛前后的诸多天气特点与1998年有相似之处。譬如,从上一年入秋以来,降水量都呈现整体偏多态势;在华南入汛前,江南地区均遭遇春季连阴雨天气;而目前副热带高压(以下简称“副高”)控制面积之大、强度之强亦与1998年情况相同,副高控制范围也较为相似。
今年入汛前的气候背景也与1998年相似。2015/2016年的冬季气温较常年偏高0.3℃,这与1997/1998年完全一致;2016年寒潮活动较为频繁,在3月也出现了两次寒潮天气过程,而1998年3月出现了两次。
重要的是,1998年是20世纪最强厄尔尼诺事件次年,副高强度异常强大并在7月出现异常摆动;而2016年则是1951年以来最强厄尔尼诺事件次年,副高强度同样呈现强盛态势。
影响我国汛期降雨的主要是来自太平洋和印度洋的暖湿气流以及来自北方的冷空气;副高北侧是两者相遇的主要区域。国家气候中心气候监测室正研级高级工程师、首席专家周兵表示,厄尔尼诺可以持续地改变区域环流,激发出菲律宾到南海的反气旋性高压环流系统,这一环流系统叠加在副高上,直接影响我国汛期降水。
在厄尔尼诺事件次年夏季,由于赤道中东太平洋海温偏高,沃克环流(赤道海洋表面因海水温度东西差异而产生的纬圈热力环流)减弱,导致西太平洋副高增强、位置偏西偏南,同时东亚夏季风偏弱,暖湿气流北上势力不强,冷暖空气交汇产生的季风雨带偏南,从而导致长江中下游多雨,华北和黄河一带少雨、易干旱。
1998年之所以出现“世纪性洪水”,从气象因素上看,主要是在厄尔尼诺影响下,副高活动导致雨带摆动异常。当年6月中旬,雨带第一次北跳至长江中下游,当地出现持续两周的梅雨;6月底雨带北跳至华北和东北;7月17日,雨带异常南落至长江和江南北部,当地出现“二度入梅”;8月,长江上游暴雨频繁。在1998年汛期,整条雨带多次“光顾”长江流域,其中,6月12日至27日的过程持续时间长达16天。
由此可见,厄尔尼诺对汛期天气气候的影响是深远的。国家气候中心预计,尽管此次厄尔尼诺事件将在今年5月结束,但值得注意的是,大气对超强厄尔尼诺事件的响应还会持续,这种响应会在主汛期尤其是6月至7月梅雨季进一步显现或放大。
当然,今年的情况与1998年也非完全相同。国家气象中心高级工程师马杰指出,与1998年同期相比,今年3月21日以来,华南、长江中下游地区出现的降水过程更多、强度更强,过程累计降雨量也更大,全国平均降水量为1952年以来同期最多;出现了8次区域性暴雨过程,次数上远多于1998年同期;雨带南北摆动情况也比1998年同期频繁,摆动幅度也更大。1998年我国入汛时间为4月12日,比今年要晚23天,抛开气象监测站点分布密度等因素影响,主要原因是今年南支系统所处位置不同,也更为活跃。
周兵则认为,从气候角度来看,今年我国主汛期气候面临着更大挑战:全球变暖从1998年“加速启动”,刚刚过去的2015年是1880年以来全球最热的年份,全球持续增暖的背景使得我国主汛期出现暴雨等极端天气气候事件的风险显著增加;此次厄尔尼诺事件的峰值强度、累计强度、持续时间、月平均海表温度高于2℃的时间均为1951年以来最强或最长,这不仅进一步增加极端天气气候事件出现的可能性,还加大了气候预测的难度。
正是基于上述考虑,人们需要以1998年为标准,做好应对大洪水的准备。
从2016回望1998:预报能力与水平提高几何?
编者按:1998年,长江、嫩江、松花江等流域出现特大洪水。2016年,同样是在超强厄尔尼诺事件次年,国家防总多次强调今年“应以防御‘98+’长江特大洪水为目标”。
那么,今年入汛前后呈现出的气象特征,是否预示着与18年前相似的严峻汛情;18年来预报技术的发展与革新,是否让我们在预判雨情汛情时更有把握,从而更为科学地应对可能出现的洪水;随着气象现代化发展,经历过1998年汛期磨砺的预报员,又将如何看待这一职业角色在18年间的转变?
·城市降水预报从“圈”到“点”,精确到5公里、逐3小时
·每天滚动更新中长期预报将“估”变为“算”
·从预报降水量发展到关注降雨影响
中国气象报记者 孙楠 通讯员 韩燕革
1998年,汛期,中央气象台弥漫着紧张的气息。预报员围坐在一起,激烈商讨。他们有时给省气象台打个电话,讨论雨情;有时又用投影仪将天气图放大,让更多的人参与讨论。
当年5月至9月,全国30轮降水,其中17轮强降水。中央气象台首席预报员何立富回忆,经验丰富的老预报员们一边参考天气图,一边分析数值预报模式,最终画出一个“圈”,拍板雨会下在哪里,下多大。
上世纪90年代初,数值预报刚刚兴起。1998年我国天气预报技术正处于由传统经验型向现代人机交互型的过渡期。在当时的技术力量下,经验丰富的预报员把预报做到极致,17轮强降水过程无一漏报。
那一年,预报员能够收到欧洲中期数值预报中心提供的250公里分辨率的形势场数值模式,日本以传真图形式发来的降水数值模式,及当时我国最好的T106模式。产品少、时效差、预报要素也不全。更多的是依据气象站数据和探空气球数据绘制成每三小时一次的地面天气图和每天两次的高空天气图。
“一天两次对未来3天进行预报。”何立富回忆。当然也会根据防汛抗旱需求,增加预报频次,或者延长时效。但当时,预报员几乎一周才做一次旬报,通过天气学外推,给出某地降雨偏多或偏少的结论。
如今的情况大为不同。预报员会坐在电脑前,查阅实时数据资料、国内外各类先进天气预报数值模式,通过实时通信系统和各级预报员视频会商。
降雨预报更精细了。以前画出一个100毫米的大暴雨圈,都需要极大勇气。具体会下多大,需要借助数值预报。如今,客观预报技术提高了降水预报能力,集合预报系统增强了极端天气的可预报性,以往“画圈”的预报模式被改变,格点化定量降水预报技术能够预报5公里范围内的降水。
“1998年人们通常只能知道所在城市未来3天的预报。而今,城市3天预报被不断细分,人们可以获取周边3小时、6小时、12小时、24小时的降雨信息。”中央气象台天气预报室短期科科长符娇兰介绍。
此外,时效上也在延长。“1998年前后,当时的国内外数值模式预报时效短,分辨率和准确率均较低,如欧洲中心只发布到7天的预报,可用时效只有不到5天,而日本传真预报图也只发布到4天。”中央气象台天气预报室高级工程师马杰说。
随着数值模式的不断进步,预报员又对数值预报进行解释应用、再次开发和订正,改变了此前预报员面对中长期预报只能靠“估”而非“算”的情况。
2013年,面对南方大范围持续高温,中央气象台提前15天预报高温会减弱;2014年,提前25天预报APEC期间的11月12日左右有冷空气过程;2015年,提前1个月预报国庆大阅兵期间(1日至4日)有降水过程。
中央气象台在2015年实现了逐日发布“未来20天内的过程预报,10天内降水的落区及量级预报”。这意味着,每天都可以知道未来20天会下几场雨,未来10天的雨会下多大。
最为重要的是,在防汛抗旱中,预报必须成为决策拍板的支撑。泄洪,炸坝,还是保堤,无论在1998年,还是在今天,都是巨大考验。
1998年8月6日,湖北沙市水位高达44.48米,超过警戒水位1.48米,如果8月7日至8日长江三峡库区面雨量超过40毫米,荆江大坝可能决堤。预报员连夜收集资料,分析数值预报,认真讨论可能出现的各种变化,最终给出面雨量“15毫米至25毫米”的预报结论。
在今天,对于能够熟练使用数值模式,并根据经验进行订正的预报员们,给出雨量预报不再是难事。中央气象台天气预报室主任宗志平认为,技术的进步让预报员有更多的时间和精力研判天气可能带来的影响。“例如降水会引发哪些隐患点的次生灾害,也成为预报员关注的重点,决策服务更有底气。”
如果1998年的雨下在今天,预报员更从容,预报会从“圈”到“点”。这个“点”的时间维度更长,内涵更丰富。这也意味着,在暴雨洪水等灾害中,人们更安全。
1998年汛期,时任中国气象局领导与中央气象台预报专家在会商室谈论天气。图\文 国家气象中心
从2016回望1998:预报员角色定位是否改变?
编者按:1998年,长江、嫩江、松花江等流域出现特大洪水。2016年,同样是在超强厄尔尼诺事件次年,国家防总多次强调今年“应以防御‘98+’长江特大洪水为目标”。
那么,今年入汛前后呈现出的气象特征,是否预示着与18年前相似的严峻汛情;18年来预报技术的发展与革新,是否让我们在预判雨情汛情时更有把握,从而更为科学地应对可能出现的洪水;随着气象现代化发展,经历过1998年汛期磨砺的预报员,又将如何看待这一职业角色在18年间的转变?
·预报员对结论订正更有底气
·拿出更多精力钻研数值模式应用
·年轻预报员得到更快成长
中国气象报记者 黄彬 通讯员 韩燕革
“1998年7月13日,长江三峡库区水位告急,流量达到50000立方米/秒,如果未来三天再有面雨量超过50毫米的降水,洪峰流量超过65000立方米/秒,就不得不被迫停工,转移人员和设备。”中央气象台首席预报员何立富回忆着当年的情景说,“那次预报十分惊险。中央气象台随即成立了专项保障小组,进行专题分析,并最终在当日的大会商中预报15日至17日将出现30毫米至40毫米的降水,而实际的降水量为35毫米。”
天气预报通常要经过气象要素观测收集、分析预报和结果发布三大步骤。何立富说:“1998年汛期,技术手段虽然没有现在先进,但基本的预报流程与现在差别不大。”
时钟拨回1998年7月13日——在中央气象台会商室,专项保障小组成员围绕全国两千多个观测站上传的常规观测资料、有限区域同化预报系统(HLAFS)产品、欧洲中期数值预报中心形势场资料和日本的降水预报,进行缜密分析,再结合自身经验,判断汛期天气形势,并根据实况对数值预报结果进行调整、订正。经过会商反复讨论,预报员最终确定结论。
当时的模式预报结果是,7月15日至17日的降水量会超过50毫米,但通过预报员订正,预报结论最终确定降水量为30毫米至40毫米。
何立富那时还是一名年轻的预报员。结论调整之大胆让他印象深刻。而最终证明,订正后的结论是非常准确的。
如果现在遇到这种情况,在预报未来3天降水时,预报员会用更多技术手段来解决模式预报不确定性问题。
的确,在时代发展的长河中,预报员角色定位的改变是明显的。
如今,预报员可以使用全国四万多个逐小时观测站点、全覆盖的雷达监测以及同化在数值模式中的卫星资料。在遇有重大天气过程时,还可以采用移动观测设备,随时随地进行有针对性的加密观测。同时,精确到十几公里甚至几公里分辨率的数值模式,使得他们可以深入了解天气系统结构,进一步描述天气细节,比如预报暴雨落区、出现时段、累积雨量等。
业务平台的现代化也在改变预报员工作。1998年时,很多气象形势分析都要靠“手工操作”,而现在,计算机能够快速准确分析海量资料。“1998年,Micaps1.0系统刚刚推出试用,预报员在大会商讨论时,还要在雨量板上手绘调整;现在,Micaps4.0系统已投入业务运行,预报员可以通过现代化的平台进行分析。”
18年来,预报员悄然向“现代型”转变。在以经验预报为主的“传统型”时代,年轻预报员要想成长起来,可能需要十几二十年。而现在,人机结合,预报员凭借客观方法和经验订正模式预报,只需要5年至8年就能基本成熟起来。预报员也将更多精力放在熟悉不同模式的性能及对模式的订正技术上,同时能够开发更多的主客观融合预报方法,丰富自身理论素养,并抽出更多时间研究新资料的应用。
技术在发展,预报员的角色在转变,认真、严谨、敢于担当的精神则在传承。1998年6月12日至27日,长江流域降水过程持续长达16天。那些天,中央气象台大会商的气氛既紧张又热烈。台长、总工程师、预报员几乎就住在会商室。他们围坐在一起讨论,有时还会因为观点不一致而争论。
“在1998年严峻的防汛抗洪形势下,他们能够顶上来,表现出的责任心和担当意识一直鼓舞着后辈。这对预报员成长有着潜移默化的影响。”何立富说,“而经验的积累、科技的进步、对先进技术手段的更好应用,也让今天的预报员能以更适合的角色,应对好2016年夏天同样严峻的雨情汛情。”