21世纪经济报道记者卢陶然 李德尚玉

“龙卷风、冰雹、暴雨、暴雪、沙尘暴、极端高温,这些过去几十年一遇的灾害,如今密集暴发,轮番登场。”中国科学院大气物理研究所研究员魏科表示。

今年1至5月,中央气象台已发布强对流预警超过120次,沙尘暴预警超过15次,高温预警超过28次,相关极端天气的频次、强度均创下近五年来新高,覆盖范围也为近五年最广。

极端天气已经不是局部、偶然的现象。6月12日,中国气象局启动重大气象灾害(暴雨)四级应急响应。中央气象台发布消息称,南方地区进入新一轮降水集中期,部分地区暴雨灾害风险高。东北地区、华北等地将有明显降雨,局地伴有强对流天气。与此同时,厄尔尼诺事件正在形成。

什么是厄尔尼诺?预计会对我国产生哪些影响?应对极端天气,我国正在建设气候适应型社会,城市防洪最需要补齐哪些短板?正确的应对思路是什么?围绕上述公众高度关注的焦点问题,魏科在接受21世纪经济报道记者专访时指出,城市防洪一方面需要“以时间换空间”,将降水先滞留,减轻排水压力;另一方面需要调整防洪理念,主动划定允许淹没的区域。

(中国科学院大气物理研究所研究员魏科,受访者供图)
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(中国科学院大气物理研究所研究员魏科,受访者供图)

今年9月或将迎来厄尔尼诺事件

《21世纪》:中国气象局、国家气候中心宣布,赤道中东太平洋已进入厄尔尼诺状态。能否简单科普一下厄尔尼诺?厄尔尼诺的“状态”与“事件”之间有什么区别?对我国有什么影响?

魏科:厄尔尼诺的空间尺度非常大,从赤道东太平洋一直延伸至赤道中太平洋,其东西向空间范围可达上万公里,因此会带来全球范围的影响。

中国气象局已于今年5月宣布,赤道中东太平洋进入厄尔尼诺状态。当该区域海温比常年平均值偏高0.5摄氏度以上时,即被视为进入厄尔尼诺状态。这一状态若持续五个月以上,才会正式被认定为厄尔尼诺事件。

根据现有预测,今年应会形成一次厄尔尼诺事件。换言之,当前海温异常偏高的幅度已超过0.5摄氏度阈值,若持续五个月,至今年9月即可满足厄尔尼诺事件条件。即便进入9月,厄尔尼诺事件也不会立即结束。厄尔尼诺存在一个被称为“位相锁定”的特征——其峰值通常出现在年末至次年初,即12月至次年2月期间,此后才会逐渐减弱。当前各方预测的,正是此次正在发展中的厄尔尼诺事件。

受厄尔尼诺及大气、海洋、陆面等因素共同影响,预计今年主汛期(6至8月),我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,松辽流域、海河流域、黄河流域下游、长江流域下游、珠江流域将出现较重汛情;新疆北部降水明显偏少,存在阶段性气象干旱的风险。黄淮等地初夏将发生高温热浪,华东中南部、华中中南部、西南地区东部盛夏高温伏旱显著,新疆高温日数较常年明显偏多。台风活跃期较常年偏早,盛夏台风北上对东部沿海的风雨影响概率较大。

《21世纪》:世界气象组织确认2025年为有记录以来最热年份之一,升温逼近1.5摄氏度温控红线。气温升高1.5摄氏度到底意味着什么?

魏科:许多人容易将当前的气候变化与历史上的气候变化相混淆,例如认为恐龙时代的温度更高,或地球历史上曾出现过冰期与间冰期的交替。然而,历史上气候变化与当前气候变化的区别,如同从20楼步行下楼与从20楼纵身跳下,即“下楼”与“跳楼”的区别。我希望通过这一比喻,帮助公众理解当前气候变化在幅度与速度上所达到的惊人程度。

气候变暖让冷涡“强上加强”

《21世纪》:今年入夏以来,北京多区接连出现高温、冰雹天气,但也有凉爽舒适的天气,这是大气环流紊乱的表现吗?该如何理解“短时凉快”和“长期变暖”的关系?

魏科:我们明显能感觉到气候正在变得更加极端。北京今年自5月10日入夏以来,整体温度波动较大,既出现过35摄氏度以上的高温天气,也曾出现气温骤降至10余摄氏度的情况。总体而言,今年的平均温度仍高于历年水平,但高温较历史同期略低,低温较历史同期略高,因此夜间体感更热。

人们认为近期北京体感温度舒适,是因为白天不那么热且空气质量较好。然而,近期北京市通州区、房山区、昌平区、密云区等多地先后遭遇冰雹,这些冰雹天气恰恰发生在人们感觉舒适的时刻。极端天气事件日益增多,造成的损失也随之加大。

最近几次天气过程与东北冷涡的增强有关,东北冷涡强度偏强,加之局地对流系统的叠加,形成了“强上加强”的效应。当前的气候背景态已经发生了变化,即使发生同样强度的东北冷涡,由于全球温度升高、大气中水汽含量增加,也相当于为天气系统提供了更充足的“燃料”。全球变暖正是这一“燃料”的主要来源,使得强对流天气的强度发生了显著变化。科学上有明确结论,温度每升高1摄氏度,大气中能够容纳的水汽量增加约7%。目前全球升温已接近1.5摄氏度,因此极端天气发生时大气中的水汽含量已增加了10%以上。

由此可见,当强对流天气发生时,其“燃料”至少增加了10%,从而能够带来更强的暴雨、冰雹和龙卷风。这是一个必然的趋势,即便不在今年发生,也将在未来显现。气候极端化,已是理论和观测共同验证的事实。

现有防洪标准与极端天气强度仍存差距

《21世纪》:北方城市在气候适应建设上最缺什么?城市排水和防洪体系足以应对暖湿化下的更大雨量吗?

魏科:首先需要明确的是,我们目前距离建成气候适应型社会还有相当大的差距。去年9月,我国在联合国气候峰会上更新了新一轮国家自主贡献目标,计划于2035年初步建成气候适应型社会。当下,我们必须梳理清楚气候适应型社会的建设在哪些方面存在短板。

一方面,从防洪标准来看,我国主要河流的防洪标准大致为百年一遇,而一些中小河流的防洪标准仅约为20至30年一遇,在普通降水条件下足以应对。然而,一旦发生极端降水,尤其是近年来频繁出现的破纪录降水,情况便不容乐观。

所谓破纪录降水,是指降水量达到我国有历史观测记录以来最高值的降水事件。绝大多数气象站点的观测始于20世纪50年代,至今已有70余年。这意味着,当前的降水记录已经突破了70年来的极值,已非20年或30年一遇,有些地区甚至达到了百年一遇乃至千年一遇的降水量。因此,现有的防洪标准与极端天气的实际强度之间仍存在差距。

另一方面,我们的城乡布局和城市建筑格局也存在问题。以北京为例,在自然条件下,夏季本是多水季节。从北京的地名便可窥见一斑,海淀、沙河、北沙滩、玉渊潭、积水潭、莲花池、太平湖、金鱼池等,无不印证着北京历史上水网密布的特征。然而,这些河道、湿地和湖泊如今大多已消失,人类活动侵占了许多原本的蓄水空间。当同样的降水发生时,城市能够容纳和消纳的水量自然大幅减少。

因此,城市布局确实需要作出调整,使降水能够被适度吸纳。这正是过去多年推进海绵城市建设的初衷。然而,海绵城市的思路在应对普通天气时有效,但在应对极端天气时恐怕难以奏效。

《21世纪》:气候适应型城市应该做到什么程度才算“到位”?目前有没有相关的建设标准?

魏科:气候是不断变化的,因此相关标准也需要动态调整。

以我20年前刚入行时为例,当时北京高温超过35摄氏度即被视为高温天气,38摄氏度极为罕见,每年高温日数仅为个位数。如今,平均每年高温日数已超过20天,动辄出现40摄氏度以上的高温,大家已经对35摄氏度习以为常,只有到了40摄氏度才觉得高温天来了。但高温天的标准其实一直没变,酷暑事件的严重程度持续上升。

真正的挑战在于,我们能否应对越来越多的极端高温和越来越强的暴雨。极端性本身在不断加剧,当前的适应措施或许足以应对现有气候状况,但随着极端事件强度的持续升级,未来恐将难以奏效。按照现有的常态标准进行的城市规划,与按照极端天气要求进行的规划之间,差距可能较大。只要一个城市存在较低洼的区域、大量的地下管网和地下建筑,这些风险就是真实存在的。

让雨水先“滞留”、划定淹没缓冲空间

《21世纪》:针对这些防洪短板,正确的应对思路是什么?

魏科:正确的思路在于第一时间将降水滞留下来。目前我们的做法是想方设法将水尽快排出去,小区排到街道,街道排到更大的道路,再通过下水管网排入河流,导致街道和低洼地内涝严重,整个防洪系统承受的压力非常大。

如果我们能够首先在小区层面将雨水滞留下来,实现“以时间换空间”——原本1小时降下的雨需要1小时内排走,现在同样1小时的雨,我们用一天的时间慢慢排出去——防洪压力就会大大缓解,不再那么集中。实现滞留的关键在于建设大规模的湿地和雨水花园,甚至在小区内设置蓄水箱等设施。先把水留下来,再缓慢排放,这是第一个思路。

第二个思路,可能需要对防洪的理念作出调整。过去我们严防死守,坚决不能让任何地方被淹。但事实上,正常的河流在发生洪水时,原本就会淹没两岸的天然湿地和缓冲区域,而现在很多地方没有给洪水留出缓冲空间。因此,可能需要调整思路,划定一些允许淹没的区域。不是让洪水肆意泛滥,而是由我们事先指定哪些区域允许被淹没。

有些城市在这方面做得很成功,在河流和湖泊两岸预留了大量公共绿地。在平时,这些绿地是市民休闲游玩的场所,到了雨季,这些区域可以被淹没。只需通过适当的管理,比如关闭公园、禁止人员进入,在洪水退去后,甚至可以将其临时转变为戏水公园,供人们游玩。这样一来,即使我们的防洪标准依然是20年一遇,因为有了一些可以容忍被淹的指定区域,城市的适应能力也会显著提升。

北京拥有大量的绿地和公园。我们可以将这些绿地和公园转化为雨季遭遇暴雨时滞蓄雨水的空间,至少能够起到缓冲作用,吸纳街道上四处横流的积水。具体而言,可以让北京的大型公园先留住雨水,允许一部分绿地被淹没,将这些绿地设计成下沉式的戏水公园。只是这些工作目前还没有得到全面推广。