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来源:中国气象报社
7月以来,台风“美莎克”“巴威”接连北上,给北方地区带来大范围强降水。同时我们可以看到,近年来,华北地区降水正在增多。那么,这一变化中,台风的影响占比几成?中国气象科学研究院一项基于47年长序列华北暴雨观测数据的最新研究,量化回答了这一问题。
台风驱动的华北区域性极端降水(REP)频率加速增加。图片来源:文章(Zhang et al., In press)。2002年是华北雨量变化分水岭
2002年是华北雨量变化分水岭
“近年来华北降水增加,且极端暴雨增多、增强。”灾害天气科学与技术全国重点实验室,中国气象科学研究院研究员李英介绍。
华北暴雨强度越大台风“贡献”越
随着全球变暖,我国台风登陆地点呈现北移趋势,影响我国北方地区的台风数量显著增加、强度增强、影响范围也更加北扩,对北方降水带来影响。
研究按照极端降水不同强度阈值,将华北区域性极端降水分成三个等级:普通区域极端降水、强区域极端降水和特大区域极端降水,并分别统计台风带来暴雨的占比。
结果显示,普通成片暴雨中有25.9%有台风的参与,即大约每4场就有1场与台风相关;强区域性暴雨个例中有30.1%受台风影响;破坏力最强的特大暴雨有43.3%受台风影响。
“暴雨强度越大,台风在其中起到的作用就越大。我们熟知的2012年北京‘7·21’特大暴雨、2021年郑州‘7·20’特大暴雨,以及2023年‘23·7’华北特大暴雨,全部都有台风参与。”李英说。
华北区域极端降水的水汽来源也因台风是否影响而有所不同。华北区域极端降水通常发生在经向环流的背景之下,无台风影响时,水汽主要来自于印度洋的西南水汽输送;有台风影响时,来自南海和西太平洋的水汽输送明显增加。
两类台风作用机制主导北方暴雨形成
对于北方来说,台风的影响主要分为两类,一种为台风直接“闯”进北方,另一种是台风远程输水。
2021年台风烟花的远距离水汽输送引发郑州‘7·20’特大暴雨。
台风直接抵达北方的情况虽然不多,但威力极强,一半以上的特大暴雨都来自这种模式。台风涡旋靠近后,源源不断的东南暖湿气流直冲华北,快速堆积大量水汽,极易出现短时特大暴雨。
大多数台风引发的北方暴雨,都属于远距离输送水汽。此时,台风就像一台巨型海上抽水机,即便位于南海、台湾以东洋面,也能拉出一条长长的水汽通道,把太平洋、南海的暖湿空气一路输送到华北。据统计,超7成台风型降雨,都是远距离水汽输送造成的。
台风是近20年北方暴雨增多的主要推手
研究通过对比2002年前后两个阶段华北暴雨的变化趋势,发现:1977年至2002年,台风带来的暴雨,以及其他天气系统造成的暴雨年变化趋势不明显;2003年至2023年,两类暴雨都在增加,但台风相关暴雨的增长幅度及其增速远超普通暴雨。
也就是说,近20年华北极端暴雨越来越多,台风活动带来的水汽输送增多是最主要的原因。
研究还发现,对华北区域性极端暴雨具有直接影响的台风中心平均位置在河南南部,这一位置的台风与副热带高压之间强烈的位势梯度有利于东南急流形成,从而将大量水汽输送至华北地区,对极端降水的发生起到重要作用。
该项研究为我国北方汛期防灾减灾工作提供了重要参考。李英提示,每年6—9月,即便台风远离北方地区、仅在东南沿海及近海活动,也不能放松警惕,远距离水汽输送同样能在北方地区触发大范围暴雨,特别是台风活跃年份,北方山区、山前平原、河道沿线需重点防范山洪和城市暴雨积涝等灾害。