2023年7月底，一場極端強(qiáng)降雨突襲華北，在北京、河北等地引發(fā)嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，即“23.7”華北極端降雨事件。這場破紀(jì)錄的暴雨究竟是如何形成的?僅僅是臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”殘余環(huán)流和地形的共同作用?

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)大氣科學(xué)先進(jìn)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室趙純教授團(tuán)隊(duì)通過全球變分辨率區(qū)域加密數(shù)值模擬和氣候歸因分析，揭示了一個(gè)此前被忽視的關(guān)鍵因素：蒙古高原地區(qū)近幾十年異常快速的增溫，對(duì)“23.7”華北極端降雨起到了顯著的“催化”和放大作用。4月25日，這項(xiàng)研究成果發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》。

蒙古高原升溫速度達(dá)全球平均水平三倍以上

有研究曾指出，在全球變暖的大背景下，并非所有地區(qū)同步均勻升溫。蒙古高原地區(qū)就是一個(gè)“熱點(diǎn)”，其近幾十年的增溫速度達(dá)到了全球平均水平的三倍以上，升溫幅度遠(yuǎn)超周邊區(qū)域突破臨界點(diǎn)。這個(gè)地區(qū)的氣候異常不僅直接影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)，還是影響我國沙塵天氣的重要源頭。然而，它的影響可能遠(yuǎn)不止于此。

與此同時(shí)，“23.7”暴雨的極端性也超乎想象。北京地區(qū)觀測得到的744.8毫米降雨量，是該城市有儀器觀測記錄140年以來的最大值。河北臨城縣最大降雨量更是達(dá)到1003.4毫米，相當(dāng)于當(dāng)?shù)仄骄鶅赡杲涤炅吭诙潭倘靸?nèi)傾瀉而下。無論從降雨總量、影響范圍來看，此次事件都顯著超越了華北地區(qū)歷史上的多次極端降雨事件。

揭秘快速增溫如何“遙控”暴雨

遠(yuǎn)在蒙古高原的快速增溫，是如何影響到數(shù)百公里之外華北地區(qū)的這場暴雨?

趙純團(tuán)隊(duì)利用其發(fā)展的全球變分辨率大氣物理化學(xué)耦合模式，在國產(chǎn)神威系列超級(jí)計(jì)算機(jī)支持下，精準(zhǔn)地模擬再現(xiàn)了“23.7”極端降雨過程，模擬結(jié)果在降雨落區(qū)、強(qiáng)度和時(shí)空演變上都與實(shí)況觀測高度吻合。

基于模擬，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)國際前沿的“故事線”氣候歸因方法，通過設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)致此次降雨極端化的諸多因素中，蒙古高原的異常快速增溫趨勢扮演了關(guān)鍵的“幕后推手”角色。

蒙古高原上空(大氣中層)的快速增溫，像“加熱器”一樣，促使該區(qū)域形成了一個(gè)異常強(qiáng)大且穩(wěn)定的高壓系統(tǒng)。這個(gè)“大陸高壓”發(fā)展，與西太平洋副熱帶高壓“手拉手”連成一體，在華北地區(qū)上空構(gòu)筑了一道堅(jiān)固的“高壓大壩”。這道“高壓大壩”如同攔路虎，阻礙了攜帶水汽的臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”殘余環(huán)流繼續(xù)北上或東移，將其長時(shí)間“困”在華北太行山前區(qū)域。被攔截的水汽在太行山地形的持續(xù)抬升作用下，被迫輻合抬升，導(dǎo)致降雨在狹窄區(qū)域內(nèi)長時(shí)間集中傾瀉，最終釀成了破紀(jì)錄的極端暴雨災(zāi)害。

需用全局眼光審視極端天氣風(fēng)險(xiǎn)

研究人員介紹，這項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于，它超越了傳統(tǒng)上僅僅關(guān)注局地天氣系統(tǒng)或籠統(tǒng)討論全球變暖影響的視角，清晰地揭示了區(qū)域性氣候態(tài)如何通過改變大氣環(huán)流，形成高壓壩，進(jìn)而影響并加劇了另一區(qū)域的極端天氣事件強(qiáng)度。

這項(xiàng)研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)，在全球持續(xù)變暖且區(qū)域增溫不均勻的背景下，不同地區(qū)之間的氣候影響聯(lián)系可能比人們過去認(rèn)識(shí)的更為復(fù)雜和隱蔽。理解這種“遙相關(guān)”機(jī)制，對(duì)于提升極端天氣氣候事件的預(yù)測預(yù)警能力、制定更有效的防災(zāi)減災(zāi)和氣候變化適應(yīng)策略至關(guān)重要。人們需要用更全局和跨尺度的眼光來審視未來的極端天氣風(fēng)險(xiǎn)。