我國有氣象記錄才70餘年,為何有的暴雨被稱作「千年一遇」?

原標題:中國有氣象記錄才70餘年,為何有的暴雨被稱作「千年一遇」?

新京報快訊(記者 張璐 見習記者 王景曦)7月20日,河南多地出現大暴雨、特大暴雨,鄭州氣象官方微博發佈影片稱,鄭州暴雨「超千年一遇」。近年來,「五十 年一遇暴雨」、「百年一遇暴雨」等說法經常出現在公眾視野。公眾不免疑問,幾年前剛剛經歷過一次「百年一遇」的暴雨,怎麼又來了?

如何理解「N年一遇」的暴雨?「千年一遇」暴雨說法準確嗎?對此記者採訪了氣象和水文相關專家。

「N年一遇」是什麼概念?

據清華大學水利系教授楊大文介紹,「N年一遇」是統計學與氣象學、水文學相結合對暴雨和洪水大小的一種定量表徵。一個降雨時間序列可能是100年、500年或者無限長,舉例來說,從統計上講,某地一天下了500毫米的雨,過去100年的數據中,一天超過500毫米的降雨只出現一次,我們說這場雨是100年一遇的。

目前中國有觀測記錄的時間序列很少超過100年,科技人員就把過去50年或60年的所有觀測數據拿來分析,再通過數學公式推導,得出理論的頻率曲線。這個頻率曲線可以外延,可以大體推算出100年甚至1000年的暴雨降水量是多少。但百年一遇、尤其是千年一遇的暴雨更像是一個估計,並非完全準確的絕對值。

由於南方和北方地理氣候差距大,因此每個地方「N年一遇」都是以當地為標準,而非全國一致的標準。

他說,「N年一遇」的概念在上世紀五六十 年代就已經廣泛應用於生產實踐。由於城市發展需要面對防洪等問題,「二戰」前後,基於頻率的防洪設計標準已經在世界上廣泛應用。新中國成立以後,中國也從蘇聯引進了這套設計的思路和方法,這在全世界基本上是通用的。

「百年一遇」意味著百年後才再次出現嗎?

楊大文說,城市防洪標準所稱的「百年一遇」,也是相同的概念,也是根據歷史觀測的數據得到的。「這裏面有個假設,即過去歷史觀測的暴雨也好、洪水也好,未來在頻率和強度上還會出現同樣的規律,即自然的規律在過去和未來是一致的。」

這樣的假設是否存在問題?楊大文說,氣候變化會改變這個規律。所以老百姓有這樣的疑問——100年一遇的洪水前幾年剛發過,怎麼又發了?怎麼感覺頻率越來越高了?這就跟氣候變化有關係。氣候變化的一個特徵就是極端天氣會更多更頻繁地出現。

城市「N年一遇」的防洪標準需要普遍提高嗎?

據媒體今年2月報導,北京中心城區防洪標準擬達200年一遇,城市副中心防洪標準擬達到100年一遇。隨著極端天氣的增加,城市防洪標準需要提高嗎?

楊大文稱,不同的城市根據人口、經濟發展水平等不同,防洪標準不同,北京、上海等城市標準會更高一些。同一個城市中,地鐵的標準也會高於其他地點。

他認為,即便城市的防洪標準不提高,工程設施的防護能力、運營維護能力也需要提高。以往城市規模小,周圍有很多自然濕地、窪地,如今城市快速發展,城市道路和樓房承受洪水的能力也降低了很多,洪水造成的損失,特別是生命財產的損失會比以往大很多。

因此,氣候變化和人類自身對城市及其周邊環境的改變,也是加重洪水災情的原因。原來進入湖泊里的水現在流入街道,就要迅速將其排走。如果規劃設計、工程運營維護不當的話,就會造成災害。

「千年一遇」說法準確嗎?

7月20日,鄭州氣象官方微博發佈影片稱,鄭州暴雨「小時降水、日降水的機率,重現期通過分佈曲線擬合來看,超千年一遇」。

中央氣象台首席預報員陳濤表示,「千年一遇」是源自於水文氣象裏面關於洪水重現期的科學解釋,主要是依據長期的歷史記錄來推算極端天氣事件在歷史上可能重復發生的頻率,這是一個數學上的概念。

在大氣科學中,表達極端天氣、極端降雨過程的方法,主要是根據歷史降水量排名。根據某個站在歷史上出現的降水量極大值,依次進行排名、不斷更新排名情況,這是大氣科學界比較常見的做法。「也有其他表達天氣極端性的方法,比如通過極端降水的百分位這種統計學方法來表示。」陳濤說。

如果從大氣科學的角度來細究「千年一遇」的說法,陳濤介紹,中國目前有嚴謹氣象記錄的時間在1950年之後,也就是說有比較準確完整的降雨量科學記錄的時間有70餘年。這段歷史時期的數據,是無法支撐起用「百年」甚至「千年」來描述極端降雨的說法的。

「所以說,無論是千年一遇還是百年一遇,在目前沒有得到可靠的、長時效的氣象記錄之前,我們很難判斷這個問題。」陳濤說。

為何重現期時間越長,暴雨越不好預測?

氣象專家張明英說,「百年一遇」是統計學中的概念,一些極端事件很難發生,如果用統計學上的機率來說,常發生的事件其出現機率較大,而很少發生的事件其出現機率就小,有一些極端事件出現機率就更小了,降水量大小出現也採用這種機率來描述。

但普通老百姓對這種機率事件不好理解,為了能讓大家對出現機率有一個形象的了解,便採用了「重現期」的概念,常出現的事件重現期就短,很少出現的事件重現期就長,例如百年一遇或千年一遇。這並不是說一百年或一千年就來一次,或者這次出現後一百年或一千年後再來一次。對重現期時間越長的事件,其發生的可能性就越小,也就是出現幾率少,也就很難碰到,這對預報來說也就很難預報出來。

新京報記者 張璐 見習記者 王景曦

編輯 張磊 校對 盧茜

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