暴雨預報爲何不能做到“百發百中”
5月18日8時至19日10時，廣西出現一次大範圍降雨過程。
近年來，暴雨這個關鍵詞越來越頻繁地出現在熱搜上，也切實發生在我們的生活中。
從1961年到2023年，我國平均每年要發生38次暴雨過程。從數據看，極端降水發生頻次和強度增加顯著，短歷時降水破紀錄事件趨頻。
越下越大的暴雨，造成的影響及其引發的內澇、山洪、泥石流等次生災害愈加明顯，不斷向政府和公衆提出新的應對命題。氣候變化背景下，暴雨趨勢走向如何？技術不斷進步，爲何暴雨預報不能做到“百發百中”？
極端降水趨頻
我國是一個多暴雨的國家。雨帶在遼闊的地域從南向北推進，造就了不同區域不同類型的暴雨——華南前汛期暴雨、江淮流域梅雨鋒暴雨、華北低槽和低渦暴雨……主要集中在5至8月汛期的暴雨，強度大、極值高、持續時間長、範圍廣。
今年華南前汛期暴雨接連不斷，截至5月中旬，華南地區（福建、廣東、廣西、海南）降水爲1961年以來同期最多。今年發生的前12次區域暴雨過程，11次都下在了南方，明顯多於常年同期的7.4次。
與此同時，暴雨這個刻板印象中的南方“特產”，在北方似乎也越來越常見。
國家氣候中心首席預報員鄭志海說，近年來，東北、華北等地夏季降水處於偏多的年代際背景下，尤其是華北地區，2016年以來有7年降水偏多。
其中一些極端事件，更讓人印象深刻。2021年7月河南發生特大暴雨災害，鄭州氣象觀測站以201.9毫米的小時降雨量突破我國大陸有記錄以來的歷史極值。去年夏天，受颱風“杜蘇芮”殘餘環流影響，京津冀等地出現暴雨過程，多地受災。
“全球變暖帶來的大氣含水量升高、城市熱島效應加劇等，將增加城市極端暴雨的頻次和強度。”中國氣象局武漢暴雨研究所總工程師萬蓉說。
難以精準模擬
難以捉摸的落區、出人意料的降水量，常是暴雨致災的重要原因。技術發達的今天，暴雨仍無法被準確預報在幾點幾分下、下在哪個區，讓許多公衆感到難以理解。
影響暴雨發生發展的因素繁多且複雜，風雲變幻的過程和影響很難被精確量化。從事暴雨研究多年的武漢暴雨研究所暴雨數值預報研究室主任周志敏，將暴雨數值預報模式過程比作解一個巨大的方程組。
“衛星、雷達等各種探測數據進行同化後，進入方程組得到一個初始解，然後不斷迭代。”周志敏說，由於目前對暴雨物理過程的認知並不完整，因此方程組無法準確描述這些自然現象及相互作用。
一方面方程組還不能完全準確反映暴雨發生發展的實際過程，且在這個龐大的方程組裡，未知數的個數遠大於方程數量，無法算出定解。另一方面，帶入這個方程組的未知數，即影響暴雨各因素的實際數值，也很難被準確觀測。
“沿海和梅雨鋒暴雨的雨滴形狀其實不同，沿海小雨滴多，梅雨鋒雨滴直徑要大一些，但在模式裡看不出這些差異。”周志敏說，這些細節也是影響突發性、局地性暴雨預報準確率的關鍵。
有着近20年預報業務經驗的武漢中心氣象臺首席預報員鍾敏認爲，突發性、局地性、極端性暴雨仍是預報瓶頸。“數值預報模式還有優化空間，實時觀測資料不充足也限制了短臨預報提前量的提升。”鍾敏說。
向微觀深入
在位於湖北咸寧的中國氣象局長江中游暴雨監測野外科學試驗基地，風廓線雷達、激光雨滴譜儀、雲高儀等設備實時捕捉不同高度大氣狀態風的物理參量、雨滴形狀、雲底高度等。約300公里外的大洪山試驗基地，更是分別在海拔211米、515米、985米、1050米佈設多種氣象觀測設備，試圖爲暴雨的形成演變描繪清晰畫像。
目前我國從地面、雷達、衛星遙感和探空等多個維度開展暴雨觀測體系建設。據統計，全國氣象部門地面自動站共計76245個，氣象衛星9顆，新一代天氣雷達252部，X波段天氣雷達294部，風廓線雷達225部，探空站120個。
觀測要素內容和範圍精度的提升，讓一些此前的認知盲區被揭開。
“觀測資料更精細後，我們發現在一公里以下有一支低空急流，尺度在幾十到一兩百公里之間，其出口處通常就是強降雨中心。”武漢暴雨研究所研究員汪小康說。
對暴雨預報這個世界級難題來說，更精確的觀測、更深入的機理研究一直是學界和業界共同面臨的難點和努力方向。
“暴雨的環境場怎麼配置、動力場和熱力場是怎樣的、水汽條件和地形特徵如何等，它們相互影響從而產生不確定性，所以我們需要深入到微觀去研究分析。”萬蓉說。文/新華社供圖/新華社
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