预报因子|复杂的暴雨预报难题如何破解
7月17日以来 ， 河南省出现了历史罕见的极端强降雨 。从17日8时至22日13时 ， 该省中北部累计降雨量达200毫米至400毫米 ， 其中郑州、鹤壁、新乡局地超过900毫米 ， 已有超过10个国家级气象观测站日雨量达到有气象观测记录以来的历史极值 。
暴雨事件是多尺度天气系统和宏微观物理过程相互作用的结果 ， 在全球大气科学研究领域是热点也是难点问题 。无论对此次河南特大暴雨过程 ， 还是中国其他地区的极端性暴雨天气 ， 要详尽研究其发生原因都需要持久攻关 。
又一次特殊的河南暴雨
郑州国家基本气象站7月20日16时到17时的降水量 ， 几乎占郑州常年总雨量（640.8毫米）的三分之一 。这样极端的降雨 ， 危害性极大 ， 出现城镇内涝等气象次生灾害几乎不可避免 。
“这样的小时雨强在世界上都是相当极端的 。”得知河南暴雨情况时 ， 中国气象科学研究院研究员罗亚丽正在一个评审会上 ， 这个爆炸性新闻随即成为在场科学家们的话题 。
尽管对预报员和气象科研人员来说 ， 此次暴雨的环流形势大体是清晰的：西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持 ， 尚处在洋面上的台风“烟花”在向我国靠近的过程中输送丰沛水汽 ， 加之太行山区、伏牛山区特殊地形影响等 。但究竟为何这次这次暴雨这么极端 ， 还需要更深入的了解 。
一场暴雨是复杂的 ， 可以从不同角度和层面分析 。此次河南极端暴雨与之前几个典型的华南暴雨不同 。
“高低纬度环流形势配合 ， 台风‘烟花’尚在洋面上、强度也不弱 ， 水汽输送能力很强 ， 地形如同一个‘锚’一样将上升气流稳定住 。”罗亚丽还注意到郑州这座大城市下垫面的特殊性 ， “城市是一种相对新的下垫面类型 ， 使得地面热力作用更强 ， 在水汽充足的情况下很可能加强降水 ， 也使得渗水能力降低 ， 对于极端降水更加脆弱 。”
极端暴雨发生概率小、预报难
“从天气角度来讲 ， 特大暴雨不仅要有非常充沛的水汽 ， 要有强烈的垂直上升运动把水汽变成大水滴降落下来 ， 还要有周围多种天气条件与之配合 。”中国工程院院士李泽椿说 。
无论多难 ， 暴雨预报都是我国分量最重的“必答题”之一 。我国预报暴雨的主要手段 ， 是利用数值天气预报模式产品并结合预报员自身的知识经验 。
“多年来 ， 得益于日渐完善的气象观测系统、高分辨率数值模式预报系统的发展以及诸多先进科研成果的业务化应用 ， 我国暴雨研究和预报不断取得进步 。”李泽椿指出 ， 本质上大气运动的混沌性决定了天气预报必然会有一定程度的误差 ， 同时暴雨因其局地性、突发性和活动规律多变等特点 ， 其形成机制迄今尚未被研究透彻 ， 依然是全世界气象领域的一道难题 。要预报1小时超过200毫米的这种极端暴雨 ， 是难上加难 。
近年来 ， 虽然数值天气预报模式分辨率逐步提升 ， 但通常来说 ， 极端事件发生的概率非常小 。研究发现 ， 尽管有些极端暴雨出现时环流形势整体稳定、清晰 ， 但其中 ， 中小尺度对流系统也在发生作用 ， 其尺度可能只有一两百公里、生命周期只有几个小时 ， 当前的数值预报模式很难将其准确清晰地表达出来 。
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