强对流天气频频来袭我们如何未雨绸缪

七八月份是防汛最关键的时期。今年入汛以来，强对流引发的灾害性天气多次造成人员伤亡，引起社会关注。

“未雨绸缪”是中华民族几千年来在与人为和自然灾害的斗争中积累的宝贵经验。虽然天气变幻莫测，但如今风云卫星、雷达等监测技术日新月异。面对强对流天气，能否利用信息技术加强对风险的“监测-判断-预测-预警”，根据极端天气情况完善应急预案？极端暴雨天气来临，城市和公众如何应对？中央气象台首席预报员张涛讲解了天气监测预警知识。同时介绍了深圳市气象局和湖南省气象局在防灾减灾方面的经验。

在我国，极端天气尤其是强对流天气是造成气象灾害的主要原因之一。什么是强对流天气？主要是风、雨、雷、冰雹等天气现象的集合。

中国气象局近日发布的统计数据显示，本世纪以来，我国因气象灾害造成的年均直接经济损失高达2900亿元，可见气象灾害已经对人民生命财产造成了严重影响和威胁。

那么，如何理解现代天气预报，气象防灾的作用有多大？强对流天气来临之前，政府和公众如何未雨绸缪？强对流云系就像“狂奔的大象”

古语有云:“黎明不出门，日落行千里。”又云:“胭脂红入阳，无雨无风。”

古人通过观察天空来了解天气，依靠的是他们的日常生活经验。

现代天气预报是一门科学，是基于科学的大气探测网络系统、数据存储传输系统、超级计算机数值模拟系统和具有科学素养的人综合做出的。气象卫星、雷达等都为其构建了监测网络。

就像冰箱和互联网一样，天气预报是现代科技的成果之一，其效益也受制于各种技术的进步。

特定天气的预报可靠性是有限的、可变的，不同类型天气的可预报性也有很大差异。一般来说，冷季天气预报的整体可靠度可以达到5 ~ 10天，暖季3 ~ 5天的可靠度会大打折扣。大范围的天气现象可以提前(几天)预报，而局部的天气现象甚至不能提前几分钟预报。

另外，某一段时间、某一个地区可能出现的情况，与某一特定时间、地点出现的情况是完全不同的。比如北京某天有雷阵雨，某天下午2点某广场有雷阵雨。前者提前几天还好，后者即使当天也很难靠谱。

在各种雨云中，对流强烈的积雨云能制造出更密集的雨滴。所以绝大多数暴雨都是强对流引起的，还有雷电、阵风、冰雹、龙卷风等等。

同一流体或同一积雨云的不同位置所造成的天气类型和强度是不同的，如“一线冰雹，大面积风雨”等。，而且各地风雨强度不均匀。另外，“山雨欲来风满楼”其实很好的描述了风通常在雨之前到来的特点。而只在单体某个位置产生的龙卷风系统，直径一般只有几十到几百米。

因为强对流可以单独带来天气，也可以单个集群带来天气，所以强对流天气的具体时间空、类型、强度都很复杂。空之间的尺度可以从几十米到几千公里，时间尺度可以从几十秒到几天不等。同样的过程，有的地方是毛毛雨，有的地方是暴雨，有的地方是打雷，有的地方是冰雹。

如果把单个的强对流天气系统比作一头大象，那么当强对流天气系统大规模集群出现时，强对流天气云系就像“狂奔的大象”。比如今年5月10日到11日，南方的强对流天气范围广，强度很大。它就像一个奔涌的“象群”，自西向东从重庆、贵州到浙江、江苏，影响着中国长江中下游的广大地区。强对流天气预报:潜在预报和临近预警/警告

气象部门发布的天气预报一般只说结果:主要包含时间、地点、类型、强度等信息。核心是天气落区，有时是一个地图上的“圆”。

有时候吃瓜的人有话说:大半个中国都被围了，时间跨度整整12个小时。就这样？

但是天气预报产品就是这样，其实是一个潜在的预报:就是强对流天气还没有发生，但是很有可能发生。

从科学的角度来说，强对流天气系统的出现需要很多物理条件。这些数据会受到观测和模拟误差的影响，也会受到一些未知因素的影响。这些都足以影响预测结果的准确性。

这是潜在预测的主要困难。也就是说，无论预测是大是小，都只能是一种可能。术语是概率。

强对流天气的潜在预报一般可以提前几个小时到几天做出。可以说在大概的时间，大概的区域，大概的天气类型，大概的强度上有很高的可信度，但是具体发生的时间和地点确实无法得知。

潜在预报是预测其不出现时出现的可能性，出现或部分出现后的预报称为临近预报/预警。临近(预警)报告的编制依赖于监测，一般形式是发出蓝、黄、橙、红四种预警信号。

颜色的升级意味着天气的强度和影响范围越大。不管中央气象台的预警是什么颜色，其实都是潜在预报。省、市、县三级地方台的预警信号，有的相当于临近预警(警报)报告，有的类似于潜在预报，根据不同的天气情况和不同的发布单位而有所不同。省级的更接近潜在预测，而市县的更接近近期预测。

临近预警准确吗？提前多长时间？如果与潜在的预测相比，当然太准确了，因为已经看到了。但相对于绝对精度，还是做不到，虽然有规律但不确定。

提前预警一般比较准确，但这个时间只能提前几分钟到几个小时。怎么做监控和接近预警？这项技术的一部分与潜在预测有关。我们目前主要是利用天气雷达、气象卫星和加密的地面气象观测来捕捉强对流天气，然后根据它的轨迹和周围的物理条件来预测它的移动、生消和演变。其实困难很多，比如大网钓小鱼。

网里钓小鱼是怎么回事？原则上，综合运用各种观测方法的优势，基本上可以准确监测。然而，每种观察方法都有其局限性和缺点。比如龙卷风直径只有几十到几百米。让我们看看最重要和最强大的工具是如何捕捉它们的。

地面气象站:目前加密观测站之间的距离最近也有几公里(几十年前甚至几百公里)。

天气雷达:简单说近视(分辨率)，即雷达图像上一个像素的大小所代表的实际空大小。距离雷达可以几百米，距离雷达可以几公里甚至十几公里。像素的标注值实际上就是这个大面积的平均值。

气象卫星:能24小时盯着一个地方的卫星叫静止气象卫星，但它在赤道上空空36000公里。可见光图像的一个像素代表至少1公里的方圆。靠近的极轨气象卫星一个像素可以达到几米或几十米，但一般一天只能看同一个地方两次，相隔12个小时。

正是这些小鱼逃过了龙卷风的观测网。即如果没有目击者，只能通过调查灾害的特征来确认是否有龙卷风。

总之，强对流天气的预报大致可以分为两步两种类型。潜在预报:强对流天气系统还没发生。它可能发生在哪里？临近预警/警告:强对流天气系统已经发生或部分发生。它是如何产生和消失的？你要去哪里？是风，是雨，是雷，是闪电。什么天气？什么强度？两者的技术路线、方法、精度、时间推进，其实差别很大。今年的洪涝灾害是由两大原因造成的:罕见的极端暴雨和灾区不利的地形。

今年河南、湖北的暴雨，在有记录的气象史上极为罕见。我找不到比“史上罕见的特大暴雨”更贴切准确的说法了。

比如河南郑州就大大破纪录了:(这里以国家站每天20:00-20:00的降雨量为标准。)原纪录为189.4mm(1978年7月2日)，这个过程在7月20日以552.5mm将原纪录提高了近3倍。

部分地区出现暴雨，局地大暴雨:河南中北部400 ~ 600毫米，部分地区600 ~ 800毫米，局地近1000毫米(暴雨标准量250毫米)，已大大超过当地多年平均降雨量。

破全国纪录:郑州站7月20日16:00-17:00小时降雨量201.9mm，打破中国大陆原小时降雨强度198.5mm的历史纪录。

一般强降雨事件就像“阵雨”，河南这次暴雨就像“洗澡”。且不说“海绵城市”还没建成，就算建成的“海绵城市”也只能应对“阵雨”，“洗澡”的暴雨很可能也无能为力。短时间内大面积的强降雨是造成灾情的主要原因。

内陆冲积平原的地形是造成严重水灾的第二个重要原因。

河南这次遭遇极端降雨的地区，恰好是黄河下游的起点。千百年来，黄河的洪水携带着黄土高原上的大量泥沙，冲刷着中国地形的第二级台阶，在地势平缓的下游铺展着沉积物。这就是黄河冲积平原的由来。

我们都很熟悉这样的历史故事，禹的父亲只是没能把水堵住，但大禹最终还是开山疏浚成功了。但实际上，在季风降雨、泥沙量大、地形平坦的共同作用下，清淤不可能单独成功，疏堵结合才是治水的真实历史。

千百年来，黄河两岸筑堤防洪，泄洪河道不断淤塞抬高。早在几千年前，黄河就已经成为两岸“悬于地面之上的河流”。在一定条件下，一定会溢出，走上新的道路。黄河下游移民的强度在世界上是独一无二的。

河南这次暴雨灾害是一次在独特地形上短时间内甚至是季风气候历史上罕见的极端降雨。

长江流域也是洪水易发的地方。

8月11日21时至8月12日9时，湖北省睢县柳林镇累计降雨量503mm12日4时至7时降雨量达373.7毫米，5时和6时降雨量连续两小时超过100毫米，均为有气象记录以来的极值。刘镇乡三面环山，成为洪水聚集地。后来积水平均深度达到3.5米，最深处达到5米。