这个夏天全球极端天气不寻常
7月17日至22日，河南出现历史罕见降雨。郑州最大小时降雨量(201.9毫米)突破中国陆地小时雨量历史极值。由此引发的气象灾害给人民生命财产带来了重大损失，牵动着全国人民的心。
这个夏天，不只是我国，全球都呈现极端天气气候频发的态势。这些极端天气发生的区域主要集中在北纬40°附近。那么这些极端天气事件背后的主导因素是什么？彼此之间又是否存在关联？我们特别约请气象专家和《中国气象报》的专业记者为大家做权威解读。
今夏北方降雨为何格外多？
7月17日至22日，河南出现历史罕见降雨，郑州最大小时降雨量(201.9毫米)突破中国陆地小时雨量历史极值，鹤壁市科创中心气象站累计降雨量为1113.8毫米。7月以来(至26日)内蒙古呼伦贝尔平均降雨量较常年同期偏多38.6%，两水库发生垮塌；6月辽宁全省平均降雨量为170.9毫米，比常年偏多89.9%，为1951年有完整气象资料以来最多……
进入6月的主汛期后，北方各地强降雨频频，“某地某次降水过程超过全年降水总量”的新闻常见诸报端。目前，“七下八上”(指华北地区暴雨集中出现在7月下旬至8月上旬)的北方雨季还未过半，如此频繁的降雨给后期防汛带来很大压力。
那么，今年北方降雨到底与常年相比有多强？偏强的原因是什么？未来哪些地区还会降雨频频？
北方汛期较常年偏早
今年，北方的雨季来得要比往年早。根据国家气候中心监测，今年东北雨季于6月10日开始，较常年偏早15天，华北雨季于7月12日开始，较常年偏早6天。
汛期偏早，实际上也侧面反映了降雨的偏多。国家气候中心汛期预测主班、高级工程师赵俊虎介绍，今夏北方多雨区主要出现在华北、东北、黄淮等地。
国家气候中心监测显示，今年主汛期以来(6月1日8时至7月26日8时)，华北地区(河北、北京、天津、山西)降水量较常年偏多52.7%，为1951年以来历史第5位，东北地区(黑龙江、吉林、辽宁)偏多13%，内蒙古东部偏多28.3%。黄淮地区(山东大部、江苏北部、安徽北部、河南大部)偏多15%，其中河南省平均偏多67.8%，河南北部偏多2倍以上。
而在西北地区西部大部和东北部、内蒙古西部，降水较常年偏少，平均偏少32.1%。
对于北方多雨区来说，在整体降水偏多的情况下，局部地区的阶段性强降雨过程带来了较重的雨情和汛情。
以呼伦贝尔市为例，7月1日至19日莫力达瓦达斡尔族自治旗降水量多达271.4毫米，较常年同期偏多322.1%，位列历史同期降水第一位。18日，莫力达瓦达斡尔族自治旗开放式溢洪道永安水库、新发水库相继出现决口、垮坝，导致32万余亩农田被淹，20多座桥梁被毁。与之类似，前期降雨偏多的地区，也需高度警惕后续降雨带来的叠加影响。
北方今年入汛以来降雨偏多，与东北冷涡活跃和副热带高压位置关系密切。
东北汛期降水按照影响系统的差异，可以分为初夏和盛夏两个阶段。其中春末夏初阶段(五六月份)的降水异常主要是受到东北冷涡和鄂霍次克海阻塞高压的影响，七八月份降水异常主要受到西太平洋副热带高压第二次北跳后的影响。
国家气候中心首席预报员陈丽娟介绍，6月1日至7月10日，东北冷涡活跃，西北太平洋副热带高压阶段性偏北，有利于冷暖空气在北方地区辐合。在辽宁，6月东北冷涡影响时间(22天)比常年多9天，这是全省强降雨过程多、雨量突破历史极值、强对流天气频发等极端天气气候事件的主因。
7月6日之后西北太平洋副热带高压脊线稳定维持在北纬25°以北，7月15日之后副高脊线北抬至北纬30°以北，同时西南涡向华北、黄淮方向移动，水汽条件充沛，导致我国北方地区降水偏多。
那么，哪些因素有利于西北太平洋副热带高压偏北、东亚夏季风偏强、初夏东北冷涡活跃，进而导致今年北方入汛偏早、降雨偏多呢？
陈丽娟介绍，这与海温和积雪等外强迫异常及影响有较大的关系。2020/2021年秋冬春季发生了一次中等强度的拉尼娜事件，今年是拉尼娜事件衰减年，北大西洋春夏季海温分布为自南向北“-+-”三极子模态正位相，青藏高原冬春季积雪明显偏少，这些外强迫特征都是有利于导致以上特征的因素。
在华北北部、东北地区所在中高纬度，环流异常的机理较为复杂，受下垫面(与大气下层直接接触的地球表面)、大气内部变率等多种因素共同影响，东北冷涡活跃的原因还有待于进一步研究。
受全球气候变暖影响 局地强降水增加
国家气候中心预测，“七下八上”期间，我国将有南北两条多雨带，北方多雨区主要位于西北地区中北部和东南部、内蒙古大部、华北、东北西部、黄淮大部、江汉大部等地，其中内蒙古中东部、华北大部、黄淮西北部、东北西部部分地区偏多2成至5成。南方多雨区主要位于江南中东部、华南东部和西南南部等地，华南南部和江南东部需要关注台风活动造成的风雨影响。
根据上述预测，黄河中下游、海河、松嫩流域和辽河流域局部、长江下游局部、珠江局部需防范阶段性暴雨洪涝灾害和较重汛情。
专家同时提醒，受全球气候变暖的影响，局地强降水发生的频率和强度增加，极端性更强，需做好相应防范工作和准备。(李一鹏 陈克垚)
此次河南暴雨为何这么凶？
暴雨是各种天气和环流系统相互作用的产物，尤其是特大暴雨或持续性暴雨，均是出现在几种时间尺度天气系统(行星尺度、天气尺度、中尺度和小尺度)明显有相互作用的情况下。
以7月17日开始的河南暴雨过程来说——
行星尺度的副热带高压和大陆高压分别稳定维持在日本海和我国西北地区，天气尺度的低值天气系统被“夹在”二者之间，动弹不得，造成河南中西部长时间出现强降水天气；
洋面的情况也不安分，台风“烟花”生成并向我国靠近，大量水汽向内陆地区输送；
加上地形的“助攻”，即太行山区、伏牛山区的特殊地形对偏东气流起到辐合抬升效应，迎风坡前降水增幅明显；
在有利于暴雨发生的大尺度背景下，中小尺度对流系统也“躁动不安”。它反复在伏牛山前地区发展并向郑州方向移动，导致降水强度大、维持时间长，引起局地极端强降水等。
可以说，出现特大暴雨时，没有一种时间尺度天气系统是“无辜”的。在行星尺度、天气尺度、中小尺度天气系统相互作用下，加上特殊地形的“助攻”，一场罕见、突破历史极值的暴雨最终落在河南。(王玫珏)
我国夏季暴雨的四个主要特征
我国是一个多暴雨的国家，主要原因之一就是每年夏季都深受东亚夏季风的影响。夏季风暴发和盛行期间正值我国的雨季或汛期，也就是暴雨多发季节。季风气流从海上带来丰沛水汽及不稳定空气，是暴雨发生的关键原因之一。
随着夏季风暴发、盛行和向北或快或慢地推进，我国主雨带也在向北移动，先后影响华南、江淮、华北。
我国暴雨具有四个主要特征——
时间集中。我国暴雨主要集中发生在5月至8月汛期，高峰期则集中在6月下旬到7月上旬，这就是著名的东亚梅雨季。华北地区暴雨集中出现在7月下旬至8月上旬，即“七下八上”。
强度大、极值高。与相同气候区中的其他国家相比，我国暴雨极值很高。如在7月20日的强降水过程中，郑州附近的单站已经突破200毫米/小时，刷新河南林庄1975年8月5日创下的纪录；又如1963年9月10日，24小时降水极值出现在台湾地区，达到1248毫米，打破世界纪录。
持续时间长。统计数据表明，我国暴雨持续的时间从几小时到63天。甚至有研究认为，1986年的梅雨长达65天。
影响范围大。长江流域的暴雨区面积是全国最大的，雨带多呈东西走向，如1954年和1998年特大暴雨，600毫米以上的降水区覆盖了长江流域的绝大部分地区；1991年的江淮流域特大暴雨面积也覆盖了十几万平方公里。
基于以上这些因素，暴雨可造成大范围洪涝灾害，尤其是持续性大暴雨，是影响我国的主要气象灾害之一。受暴雨落区影响，我国易受洪涝灾害的地区主要有5个，其发生频次不一。华南区域每3年1～2次，湖南与江西北部每年2～3次，长江中下游和华东沿海每2～3年1次，淮河、黄河流域每2～3年1次，东北东部的松花江和辽河流域每7～8年一次。 (张艺博)
北方的倾盆大雨其实不比南方少
中国广袤的北方地区，通常作为“烟雨江南”的对立面出现。在中学地理课本里，中国年降水量被浓缩进一张简洁的分布图里，上面不同颜色的曲线勾勒出“南方雨多、北方雨少”的画面。
然而，每年盛夏7月中下旬至8月中旬，我国北方会进入多雨期。在几天内，甚至几个小时内，北方部分地区有时候会下够半年的雨。如果我们手头有一个以时间为焦距的镜头，就可以清晰地看出一个与暴雨有关的图集——
焦距调到24小时，如果以北纬30°划分南北，发生24小时极端降水的站点数，南部和北部站点数大约是7比3。
到6小时、3小时、1小时，这种差距被快速缩小，相应极端降水站点数以南和以北已基本平手。其中，坐标在北方的河北、河南、山东，与华南地区的广东、广西、海南一样拥有令人惊讶的前排数据。
投照到个体体验，即可明了：可怕的倾盆大雨，北方其实并不比南方少。降水强度大、持续时间短的加持，使得中国暴雨的许多极值纪录都出自华北和东北区域。
与长江流域梅雨不同，地形也对华北和东北暴雨造成影响。北方多地山脉的迎风面和山区往往成为暴雨的催化剂。 (卢健 赵晓妮 李慧)
防灾知识
防雷防风防水 科学应对夏季强对流天气
关于夏天的记忆多半都有突如其来的暴雨，让人猝不及防。
像暴雨这类历时短、表现剧烈、破坏性强的天气，就是强对流天气。顾名思义，强对流天气是由强烈的对流引起的剧烈天气过程，主要有短时强降水、冰雹、龙卷风和下击暴流，破坏性仅次于热带气旋、地震、洪涝。
中国气象科学研究院孙继松研究员提醒，如不慎暴露在强对流天气下，须注意防范三方面灾害：
防雷。强对流天气往往伴随雷电的发生。若在野外，要避免在树下躲雨，高大树木往往会起到引雷的作用，在树下避雨难免被牵连，受到雷击伤害；更不要站立在空旷地带，避免引“雷”上身。遇到闪电打雷时不宜把羽毛球拍、钓鱼竿、竹竿等扛在肩上。
防风。风本身的伤害无法同其他灾害相提并论，但每年因风灾造成人员伤亡的案例不少见。专家提醒，遇到大风天气时，一定不能图一时安逸，到广告牌、危墙等附近躲避。最为稳妥的方式，是选择到防风效果更好的框架结构建筑内躲避。
防水。在暴雨天气，人、车都要远离水体，不要轻易蹚水。低洼处由于地面径流效应，涨水很快，甚至可以达到一分钟内水位上涨几米的速度，易造成汽车熄火甚至被淹。汽车在低洼处熄火，千万不要在车内等候，应下车到高处等待救援。行人更不要贸然涉水。暴雨时为了快速排水，很多井盖会被打开。看到有漩涡的地方，要绕道而行，避免跌入窨井或坑、洞中，导致受伤。 (张艺博)
全球视野
高温、热浪、洪水、干旱等极端天气气候频发——
是谁触碰了北半球极端天气开关
近期全球极端天气气候频发，欧洲部分地区洪水肆虐；美国、加拿大出现持续高温天气，干旱情况日趋严重；日本遭遇“暴力梅”袭击；中国华北黄淮地区极端暴雨频发……将这些极端事件发生区域联系在一起可以发现，它们主要集中在北纬40°附近。那么是谁抖动了北纬40°这条带，打开了这附近的国家极端天气的开关？这些极端天气事件之间是否存在类似蝴蝶效应的关联？背后的主导因素应归咎于气候变暖吗？
其实，不仅仅是近期天气异常，2021年1月至7月全球气候总体异常特征显著，尤其是北半球中高纬度地区更加明显。冬季北美出现了极端冬季风暴“乌里”，得克萨斯州遭遇百年一遇的暴风雪寒流，春季美国西海岸加州等地出现世纪性干旱，该地区夏季高温热浪频创历史纪录，进一步加剧干旱发展。而近期美国西岸东岸呈现干湿两重天，东边“水深”西边“火热”。我国也经历了多种极端天气的侵袭，前冬出现极端寒潮降温，春季沙尘暴异常活跃，上半年全国平均气温为8.7℃，较常年同期偏高1.2℃，为有完整气象记录以来历史同期最高……
这一系列极端天气事件并非由蝴蝶效应引发，而是在全球变暖背景下，中高纬度环流系统的经向度加大，在北美等地出现阻塞高压形势，从而在其上游和下游形成深厚的大槽，这样就呈现出美国西岸东岸“干湿两重天”的局面，欧洲的情况也与乌拉尔山阻塞高压西侧的深厚低值系统控制有关。西风带高空急流轴无疑是北纬40°附近大气环流异常连锁反应的主要推手。
我国主汛期降雨带与往年最大的不同在于西南-东北走向的呈现，关键因素是西太平洋副热带高压的形状与位置。
此外，气候变化的因素也不能忽视。全球变暖导致气候系统水循环加剧，局地水汽辐合增大，对流层水汽转化率提高，降水强度加大，降水极端性凸显。通常，全球气候变化的两个重要事实是全球变暖、极端天气气候事件频发多发。(李慧 吴鹏)
