多地連遭破紀錄強降雨 城市防災減災面臨考驗

極端天氣頻發背後

8月16日晚,北京市海澱區出現局地強降雨,1小時累積降水量超過80毫米,一輛小汽車經過旱河路鐵路橋下被困,車內2人不幸遇難。目擊者稱,突降暴雨在短時間內形成嚴重積水,現場有多輛車被淹過車頂,最深水位線接近兩米。而在幾天前,湖北省隨縣柳林鎮因極端強降雨造成21人遇難、4人失聯。

繼7月下旬河南特大暴雨之後,近期多地都面臨嚴重汛情風險。據水利部預測,8月中下旬黃河中游、海河部分水系、長江上中游地區等多個流域可能發生超警洪水,颱風降雨可能引發區域性暴雨洪水,防汛形勢不容樂觀。包括強降雨在內,今年的極端天氣頻發、成因複雜,其背景更是與氣候變化有關,城市規劃和防災救災應急體制等面臨的嚴峻考驗應予重點關注。

1 多重因素共同作用造成極強降雨,持續、面廣、點強特徵明顯,較常年同期相對異常

我國是一個多暴雨的國家,從熱帶和副熱帶海洋北上的夏季風,為中國大部地區輸送了充沛水汽。然而,當前我國多地頻發的極端強降雨事件,在有氣象記錄以來也屬罕見。

湖北省隨縣政府8月13日發佈通報,11日21時至12日9時,柳林鎮在12小時內累計降雨503毫米;12日4時至7時降雨量達373.7毫米,5時、6時連續兩個小時降雨量超過100毫米。柳林鎮鎮區三面環山,受災時平均積水深度達3.5米,最深處達5米。雖然積水已經退去,救援搶險工作仍在緊張推進。

這輪暴雨的規模超過很多人預期。8月11日16時至12日16時,湖北全省有16個氣象監測站監測到特大暴雨,166個氣象監測站監測到大暴雨。湖北省氣象局也將重大氣象災害(暴雨)Ⅳ級應急響應提升至Ⅲ級應急響應,提醒加強防範持續降水造成中小河流洪水、山洪地質災害及城鄉內澇,做好中小湖庫堰塘水雨情監測及安全管理。

武漢中心氣象臺首席預報員陳璇解釋稱,此次強降雨主要是受高空短波槽動力影響,配合低層低渦以及邊界層的偏東急流穩定維持,同時在地形的增幅作用下發生。

8月12日,中央氣象臺升級發佈暴雨黃色預警,預計12日至13日西南地區東部至長江中下游地區降雨進入最強階段,並將持續一週時間。

“從9日開始的本輪降雨過程與大氣環流調整有一定關係。”中央氣象臺首席預報員陳濤表示,目前副熱帶高壓位置較前期明顯偏南,副高邊緣暖濕氣流與中緯度冷空氣勢力相當,且持續交匯于長江中下游地區,天氣形勢特徵與梅雨天氣存在相似之處。

冷暖空氣勢力相當造成雨帶移動緩慢,加上水汽充沛、對流不穩定、能量足,局地短時強降雨特徵明顯。陳濤認為,局地站點出現極端性降雨,較常年同期相對異常。

7月20日前後,河南鄭州等地在三天的時間裏下了以往一年的雨,就是異常強降雨事件的具體表現。

國家氣候中心副主任賈小龍認為,東亞大氣環流異常協同作用是造成多地極端強降雨的直接原因。“近期西太平洋副熱帶高壓偏強偏北,西伸到中國華北東部和黃淮東部地區,河南處於副高西邊緣,對流不穩定能量充足。同時熱帶地區颱風活動進入頻發期,加強了來自西北太平洋、南海和孟加拉灣的水汽輸送,為河南強降雨提供了充沛的水汽來源。”賈小龍説,偏強的西太平洋副熱帶高壓和中亞的大陸高壓使得大氣環流形勢穩定,進一步延長了河南等地強降雨持續時間。

2 全球升溫必然導致降水增加,氣候變化是極端天氣不穩定性加劇的根本原因

今年,無論是中國還是全球其他地方,極端天氣事件出現的頻次和強度都明顯增加。

在歐洲,德國、比利時等國家遭遇洪災,近200人遇難。在北美,罕見熱浪席捲美國和加拿大西部地區,造成數百人死亡。目前,北美、歐洲多國仍在遭受野火侵害,就連常年被寒冷籠罩的一些地區也沒能躲過。在俄羅斯最寒冷地區之一、西伯利亞東部的雅庫特,延續數周的野火已讓340萬公頃的凍土層化為焦土。

很多外國專家將全球極端天氣頻發歸因為氣候變化。“人類對極端天氣並不陌生,但是氣候變化無疑增加了極端天氣的發生頻率和嚴重程度。”世界氣象組織秘書長彼得裏·塔拉斯日前表示,在減緩氣候變化取得成效之前,極端天氣事件和自然災害將越來越多。

“全球氣候變暖加劇了氣候系統不穩定,是造成極端天氣事件頻發、強度增強的根本原因。”賈小龍也認為,隨著氣候變暖,大氣層在飽和前可容納更多水汽,極端強降水發生的可能性增大。

天要下雨就需要積雨雲,雲是由水汽上升凝結而成的,而水蒸發成水汽需要受熱。也就是説,天氣越熱,積雨雲就越多,雨也就越多。科學研究表明,地球平均氣溫每提升1℃,大氣中就會多7%的水汽。這些水汽在夏季會以雨的形式落回地面,在冬季則是以降雪的方式出現,導致暴雨、暴雪等災害性天氣發生。

中國氣象局8月4日舉行的新聞發佈會公佈了《中國氣候變化藍皮書(2021)》,稱氣候系統的綜合觀測和多項關鍵指標表明,氣候系統變暖仍在持續,極端天氣氣候事件風險進一步加劇。

據國家氣候中心副主任巢清塵介紹,《中國氣候變化藍皮書》年度報告自2011年起每年都會發佈。藍皮書在編制過程中,使用了自然資源部、水利部、中國科學院等部門提供的大量觀測資料和基礎數據。

藍皮書指出,1951至2020年我國地表年平均氣溫呈顯著上升趨勢,每10年升溫0.26攝氏度。與此同時,1961至2020年我國平均年降水量呈增加趨勢,平均每10年增加5.1毫米,江南東部、青藏高原中北部、新疆北部和西部降水增加趨勢尤為顯著。

“近20年是20世紀初以來最暖時期,1901年以來的10個最暖年份中,除1998年,其餘9個均出現在21世紀。”巢清塵在解讀藍皮書時説,我國是全球氣候變化的敏感區和影響顯著區,升溫速率明顯高於同期全球平均水準。

在當前全球氣候變化背景下,所有極端天氣氣候事件發生的環境條件也都在發生不同程度的改變,所有的天氣系統和風暴的位置、強度也在發生著變化。今年1月我國中東部出現的大範圍強寒潮天氣,當前多地發生的特大暴雨,都屬於這種情況。中國氣象局新聞發言人、應急減災與公共服務司司長王志華表示,現在發生的破紀錄極端事件將會隨著氣候變暖成為經常發生的事件,這是未來氣候的“新常態”。

3 全球海平面上升等一些變化不可逆,氣候危機或超出人類適應能力

氣候變化影響一直是國際上的重點議題。聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)8月9日發佈的第六次評估報告《氣候變化2021:自然科學基礎》顯示,人類活動正以前所未有,甚至是不可逆轉的方式改變著氣候。如果人類再不採取措施,未來幾十年內,全球所有地區的氣候變化都將加劇,極端的熱浪、乾旱和強降雨事件將變得更加頻繁。

根據這份長達3500頁的報告,人類活動已導致全球氣溫比前工業時代上升了1攝氏度,如今正迅速逼近1.5攝氏度,後者正是《巴黎協定》制定的警戒線。即使全球碳排放量從今天開始大幅下降,氣溫增幅仍然會一路突破1.5攝氏度大關,過段時間才會停止攀升轉為下行。

氣候數值的細微波動,都會對全世界造成重大影響。自上世紀50年代以來,熱浪和暴雨變得越來越頻繁,強度也不斷突破極值,影響了歐洲、北美、非洲和亞洲大部分地區。過去每10年發生一次的乾旱,現在增加了70%,而颶風發生的次數增加了66%。

這次報告也提到,氣候變化帶來的一些影響也許是可逆的,譬如氣溫是可以降下來的。但也有一些變化千百年內都是不可逆的,譬如海平面、北極海冰、凍土層、山地冰川、極地冰蓋等變化。

以海平面上升為例,海洋面積佔全球的三分之二,全球氣溫升高後,水體也會膨脹,加上冰川冰蓋融化、凍土消融、季節性積雪減少,都會導致海平面持續上升。冰蓋融化很難再恢復,因此海平面上升這類影響千百年之內都是不可逆的。

參與報告撰寫的加拿大環境與氣候變化部教授張學斌在接受媒體採訪時表示,全球極端天氣事件增加的頻率和強度,可能會超出人類的適應能力。

比如,過去每50年發生一次的極端熱浪,如今每10年就會發生一次;如果氣溫增幅達1.5攝氏度,10年週期會縮短為5年;如果氣溫增幅超過4攝氏度,那麼,人類每15個月就會經歷一次過去一輩子才經歷一兩次的氣候噩夢。

未來可怕的變化在於,極端事件可能不是單一發生,而是幾起同時發生,這會造成特殊的風險,導致大部分地區的人類應對更為困難。此外,面對極端天氣事件,不僅人類無法很快適應,生態系統可能也沒辦法很快適應,珊瑚礁大範圍死亡等最終將對整個生態系統造成損害。

張學斌認為,碳排放每少一點點對於地球來説都是有利的。如果人類能夠迅速地、大規模地減排,那麼避免全球升溫過快、過高仍然是有可能的,因此國際社會立即採取行動仍然非常必要。

4 防災減災要未雨綢繆,科學規劃韌性城市建設將成突破口

通過推進碳達峰、碳中和來應對全球氣候危機,是一個長期過程。學會應對日益頻繁的極端天氣、減少其帶來的破壞,同樣是迫在眉睫的課題。

我國當下的防災減災預警主要依賴於各類預報。一些專家認為,除了進一步細化地方預報、預警內容,還可以實施防災減災分級。對受災可能性及應當準備的防禦措施進行分級,強化受災中心地帶的防禦機制,對預報範圍的邊緣地帶按影響大小安排不同的防禦措施。如東南沿海地區在颱風來臨前可安排水庫泄洪,東北地區則需加強城區排水系統故障的巡檢排查,在低窪地區填補沙袋等。此外,建立健全跨區域跨部門的緊急協調聯動機制,也有利於優化整合應急資源、形成防災減災合力,從而提升應急效率。

在近期多地經歷極端強降雨後,“韌性城市”也成為社會各界關注的熱詞。所謂韌性城市,指城市能夠憑自身的能力抵禦災害,減輕災害損失,併合理地調配資源以從災害中快速恢復過來。“十四五”規劃也專門提出“增強城市防洪排澇能力,建設海綿城市、韌性城市”。

如何理解城市的韌性?在廈門大學建築與土木工程學院、經濟學院雙聘教授趙燕菁看來,城市的防災標準不可能無限拔高,受到極端衝擊也不可能毫無影響,只要做到“彎而不斷”,最根本的生命線不崩潰,就能扛過來。就像人在休克時,呼吸、血液、心跳還在,就會再次甦醒。

面對洪澇災害,維持城市運轉最核心的是電力供應和主幹交通。沒有電,就意味著高層建築會斷水、地下設施的抽水機也無法工作;主幹道被淹,就失去了救援通道。趙燕菁告訴記者,現在很多城市是小區的水向道路排,其實應該反過來,道路的水流向小區,小區的水流向綠地和蓄水湖。“極端天氣來得快、走得也快,有時候就淹那兩小時,只要把最重要的保住。”趙燕菁説,最重要的一定要先保住,按照輕重緩急次序去規劃,這才是城市韌性的體現。

趙燕菁曾在中國城市規劃設計研究院、廈門市規劃局、中國生態城市研究院等機構任職,多次參加海綿城市規劃編制和評審。他注意到這些規劃從設計方案到技術標準,很多是照搬發達國家經驗。

比如,一場強降雨是在24小時內均勻下完還是在短時間傾盆而下,對社會運作、安全生産等各方面的衝擊完全不同。趙燕菁説,相對於大部分歐美國家,中國降水量不是特別大但具有短時集中特徵,這就需要根據實際國情來規劃“海綿”標準。

隨著影響我國的極端天氣日趨增多,一系列防災減災措施也日趨優化、完善。“從城市規劃的角度講,預防災害必須在成本和防護對象價值之間去權衡。”趙燕菁認為,基礎設施的建造、維護和折舊都是投入,為了極端事件去造很多使用率很低的設施不切實際。事實上,防護標準只能隨著經濟水準的提高而提高。

如今的城市裏,地鐵、隧道等地下隱蔽工程很多,不僅日常維護成本高,在洪澇災害面前還非常脆弱。而廈門這樣的沿海城市平時地下水位就較高,建設了高架快速公交系統(BRT)反而對外依賴小,即便經歷颱風也展現出較強韌性。

趙燕菁表示,中國地域遼闊,南方沿海城市的解決方案未必適用於內陸地區。古人在平原地區建城,城墻除了防禦,也能發揮防洪作用。“要總結我們已有的成功經驗,借鑒古今中外防災智慧,創造出一套適應本地特點的防災規劃。”