今年北方多省遭遇極端強降雨“N年一遇”的暴雨為何年年遇?

2021年7月中旬,一場罕見的極端天氣影響我國河南,導致河南全省出現暴雨、大暴雨,鄭州單日降雨量更是突破自1951年建立氣象站以來的歷史記錄,引發全國關注。在本月初,我國山西、陝西等北方多省再次遭遇60小時以上的連續強降水,山西全省有59個觀測站日降水量突破建站以來同期歷史極值。“百年一遇”“五十年一遇”的說法頻頻出現在公眾視線中。

時間往前,去年我國東北迎來“幾十年一遇”的大暴雪,西南地區遭遇“五十年一遇”的大旱,南方多地迎來“百年一遇”的大暴雨,媒體甚至報道我國多條河流最高洪峰“千年一遇”……

人們不禁感慨,今年為何又是一個“N年一遇”之年?有生之年已經歷了多個“N年一遇”;也有很多網友抱怨,“N年一遇”頻繁出現,這樣頻繁的災害,還能稱為是“百年一遇”嗎?

今年北方多省遭遇極端強降雨“N年一遇”的暴雨為何年年遇?

實際上,這種認識是公眾對氣象概念的普遍誤解,常見於媒體的“百年一遇”“千年一遇”,到底是什麼概念?又該怎麼理解?

“百年一遇”不是一百年才發生一次

專家表示,對於“百年一遇”“千年一遇”,首先要明確一點,這是科學概念,不是主觀感受。水文上,“N年一遇”有個更科學的名稱叫“重現期”。所謂重現期,是指在一定年代的記錄資料統計期內,大於或等於某暴雨強度的降雨,出現一次的平均間隔時間。簡單地說,“百年一遇”就是每年發生的機率是1% ,而不是百年裡只發生一次,或每隔百年才發生一次,它可能在百年內發生多次。

值得注意的是,重現期並非週期,它所能描述的是某事件的強度和罕見性,而非事件發生的時間間隔。總之,“N年一遇”的說法,只能代表了某一事件在當地發生的罕見程度,而不是N年才發生一次。

我們為什麼容易誤解“百年一遇”

百年一遇、千年一遇描述的是機率問題,目的是用一種簡單易懂的語言來表述暴雨、洪水量級或者防洪工程的防禦能力。假如我們把百年一遇的降水錶述為這是一場機率為1%的降水,似乎更不容易讓人明白,而表述為百年一遇起碼讓人有了一個直觀認識:這是一場很嚴重的降水,但這並不意味著這場降雨歷史上平均一百年才發生一次。

因此,“百年一遇”這個常被用於工程風險評估的詞彙,用來描述極端災害事件時,常常會使人望文生義產生誤解,專家建議,大家在使用“N年一遇”時需要謹慎,核實資料來源和計算過程,不能隨意放大以免引起誤導。

今年北方多省遭遇極端強降雨“N年一遇”的暴雨為何年年遇?

各地的“N年一遇”,標準不同

我國幅員遼闊,各地區氣候水文條件不一。某個量級的降水,在各地出現的機率也不同,乾旱少水地區一次百年一遇的降水,在常年降水充沛的地區,可能就會變成五年一遇。也正是因為各地的某一量級降水發生機率不同、水文土壤條件不一,其應對極端降水的經驗、客觀因素也就有了差異。如果氣候變化讓一個乾旱地方的雨水逐年增多,過去機率為1%的洪水就會慢慢變成2%,也就是“五十年一遇”。

此外,“N年一遇”的說法還與極端指數的選取有關,比如一次強雷暴過境,半小時內降水強度可能會達到“百年一遇”事件的標準,但一小時內降水強度很可能只能達到“50年一遇”事件的標準。連續發生的兩次“N年一遇”暴雨事件,可能一個選取的指數是月最大單日降水,另一個選取的指數是月最大連續5日降水。正如我們不能“拋開劑量談毒性”一樣,今後大家再看到“N年一遇”極端事件時,一定得了解它所選取的指數和定義的時間段。

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“N年一遇”的說法由何而來?

專家表示,“N年一遇”需要歷史統計資料作為支撐,需要足夠多的樣本數,N比資料年限小的時候才可靠。比如,只有一百年水文記錄的河流,計算它“五十年一遇”的洪水量級就已經非常勉強,更別說“百年一遇”“千年一遇”……

我國水文歷史記錄久遠,有的地區洪水和乾旱的歷史記錄達到上千年,然而氣象災害的降水、風速、溫度等要素在現代觀測儀器發明以前卻很難獲得。我國從20世紀50年代開始,才全面建立起統一規範的氣象觀測網路。在極端天氣的氣象專業報道中,“1951年以來的歷史極值”“降水量(溫度)達到1951年來最高(低)值”,是一種常見且普遍的說法,但在日常傳播中,一傳二傳就演變成為“五十年一遇”“百年一遇”。

今年北方多省遭遇極端強降雨“N年一遇”的暴雨為何年年遇?

氣候模式模擬的逐日降水變化顯示,如果全球平均溫度升高3°C,絕大多數陸地區域將會遭受更多的極端暴雨(圖片來源:Nature)

全球變暖讓“百年一遇”愈發頻繁

中國科學院大氣物理研究所研究報告指出,全球變暖加劇了氣候系統的不穩定性,使得突破“N年一遇”極端事件閾值的可能性大幅提高。全球變暖背景下,“N年一遇”也不再僅是一個統計學問題。人為造成的氣候變化,已經改變了低機率災害發生的可能性。今年以來,世界各地的極端天氣事件甚至引起了聯合國的強烈反應。聯合國政府氣候變化委員會新的研究報告指出,世界各地極端天氣在未來數十年間發生的次數將越來越頻繁。

一個由牛津大學、中國氣象局等各國研究人員組成的團隊表明,受到全球氣候變化的影響,極端事件、極端天氣增多,原來千年一次的熱浪,以後可能每5年至10年就會出現。進入21世紀以來,極端高溫天氣發生的機率在高速增加,按這個速度,幾十年後將就會變成常態。

今年北方多省遭遇極端強降雨“N年一遇”的暴雨為何年年遇?

全球變暖導致冰川加速消融

抵擋“百年一遇”,人類的共同目標

百年一遇、千年一遇,只是一種統計學上的說法。但災難帶給人們的損失,不是一句“百年一遇”便能簡單概括。

今年7月,歐洲多國遭遇破紀錄的暴雨襲擊導致河流決堤,歐洲廣泛地區受到毀滅性影響。據聯合國報告,如果氣溫繼續上升1。5度,每年約有500萬歐洲人會遭遇到洪水的“威脅”,但在過去,同一地區約每100年才會發生一次洪水,如今將會變成“每年一遇”。今年8月5日,英國頂級學術期刊《自然》雜誌發表一項環境學研究稱,未來全球將有超過一百個國家受到更嚴重的洪水威脅,預計到2030年,或將有7。58億人遭受洪水影響。

此外,2011年至2020年還是有記錄以來最熱的10年。世界範圍內正在出現新的氣溫記錄,今年6月,美國西北部地區遭遇了有史以來最嚴重的熱浪,美國各州近十年(1991-2020年)的平均氣溫均高於20世紀,但此前西北部地區也從未出現過如此極端天氣。

今年8月9日,全球234位科學家合力完成的第六份IPCC報告向全世界發出了最嚴厲的警告:人類需要為氣候變化負全部責任,並且首次釋出了氣候變化與極端天氣事件之間關聯的研究報告。聯合國政府間氣候變化專門委員會報告呼籲,如果立刻、迅速和大規模地減少溫室氣體排放,人類是可以阻止和減弱災害事件發生的。對你我來說,隨手關燈、自備購物袋、垃圾分類等,這些看似微小的舉動,長期來看也能對減少“百年一遇”事件的頻繁發生產生影響。

(大眾網·海報新聞編輯 俞春紅 綜合 中科院大氣物理研究所、科技日報、觀察者網、人民網等)