每經(jīng)記者｜孫宇婷    每經(jīng)編輯｜魏文藝    

近日，甘肅、青海等西北省份連續(xù)遭遇強(qiáng)降雨襲擊，多地啟動(dòng)洪水防御Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。曾經(jīng)“十年九旱”的西北地區(qū)，如今正頻繁面臨暴雨威脅，防汛形勢(shì)嚴(yán)峻。

“在全球變暖背景下，西北干旱區(qū)極端降水事件呈現(xiàn)‘強(qiáng)度大、突發(fā)性強(qiáng)’的新特征?！敝袊?guó)科學(xué)院院士、大氣科學(xué)家黃建平近日在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者（以下簡(jiǎn)稱“NBD”）專訪時(shí)指出，“‘短時(shí)強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇’鏈?zhǔn)綖?zāi)害已非偶然個(gè)案，正逐漸成為一種頻發(fā)態(tài)勢(shì)”。

作為聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告主要撰寫人，黃建平院士長(zhǎng)期致力于半干旱氣候變化研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建成國(guó)際領(lǐng)先的半干旱氣候綜合觀測(cè)系統(tǒng)，其多項(xiàng)原創(chuàng)性研究成果為理解西北地區(qū)氣候演變和極端天氣發(fā)生機(jī)制提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

黃建平院士 圖片來(lái)源：受訪者提供

現(xiàn)狀：西北地形復(fù)雜，觀測(cè)點(diǎn)有限，局地突發(fā)性暴雨預(yù)報(bào)仍存挑戰(zhàn)

NBD：根據(jù)您團(tuán)隊(duì)的研究，近年來(lái)西北干旱—半干旱區(qū)的降水模式發(fā)生了哪些顯著變化？例如蘭州，突發(fā)性強(qiáng)降水頻率是否真的在增加？這種變化與全球氣候變暖的關(guān)聯(lián)性如何？

黃建平：西北整體確實(shí)在變“濕”，但雨水下得越來(lái)越“極端”。研究表明，我國(guó)西北干旱—半干旱地區(qū)自上世紀(jì)80年代以來(lái)，降水量和徑流量呈現(xiàn)持續(xù)增加態(tài)勢(shì)，部分干涸湖泊水位回升，洪水事件也更加頻繁。但降水增加并非均勻分布，整體呈現(xiàn)“東多西少”的空間格局。與此同時(shí)，極端降水事件的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間均顯著增加，特別是在新疆北部、河西走廊及隴中地區(qū)。尤以蘭州為代表的城市，突發(fā)性強(qiáng)降水事件的增多趨勢(shì)已十分明顯。

這主要與全球氣候變暖密切相關(guān)：一方面，氣候變暖導(dǎo)致大氣持水能力增強(qiáng)，如同“海綿”變厚，為強(qiáng)降水創(chuàng)造了條件；另一方面，北極增溫及熱帶氣旋活動(dòng)變化也間接調(diào)整了水汽輸送路徑，使更多水汽能夠深入內(nèi)陸，為西北極端降水提供了必要條件。

NBD：2023年“杜蘇芮”臺(tái)風(fēng)引發(fā)華北特大暴雨，而西北地區(qū)近年來(lái)也出現(xiàn)“短時(shí)強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇”鏈?zhǔn)綖?zāi)害。從氣候?qū)W角度看，這類極端事件在西北是否為偶然現(xiàn)象？

黃建平：這類“短時(shí)強(qiáng)降水—山洪—城市內(nèi)澇”鏈?zhǔn)綖?zāi)害，在西北地區(qū)已非偶然個(gè)案，正逐漸成為一種頻發(fā)態(tài)勢(shì)。核心原因可以歸結(jié)為三方面：

一是全球變暖導(dǎo)致大氣能量和水汽含量增加，極端降水事件在全球范圍內(nèi)趨多趨強(qiáng)，副熱帶高壓北抬等現(xiàn)象使得水汽得以更深入西北內(nèi)陸，改變了區(qū)域降水格局。

二是地域特性放大災(zāi)害，西北多山地丘陵地形，強(qiáng)降水易迅速匯聚形成山洪，沖擊下游城鎮(zhèn)，而城鎮(zhèn)多位于河谷地帶，承災(zāi)體（人口、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等）高度集中，易形成災(zāi)害鏈。

三是下墊面改變加劇風(fēng)險(xiǎn)，城市化進(jìn)程中的地表硬化、河道侵占、排水系統(tǒng)能力不足等問(wèn)題，削弱了自然調(diào)蓄功能，放大了極端天氣的致災(zāi)效應(yīng)，讓內(nèi)澇等次生災(zāi)害更易發(fā)生。

NBD：西北城市（如蘭州）的氣候脆弱性表現(xiàn)為哪些特征？這些特征是否使得西北城市對(duì)極端降水的敏感度更高？

黃建平：西北城市的氣候脆弱性具有典型性，主要體現(xiàn)為三類：第一類是自然條件先天不足。降水集中且變率大，易發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)；地處河谷盆地，地形抬升作用顯著，暴雨更易引發(fā)山洪；生態(tài)本底脆弱，土壤保水能力差，遇強(qiáng)雨更易形成徑流與地質(zhì)災(zāi)害。第二類是社會(huì)經(jīng)濟(jì)承災(zāi)能力弱。部分基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)基于歷史氣候，難以應(yīng)對(duì)超越歷史極值的極端事件；快速城市化擴(kuò)大了承災(zāi)體暴露度；部分區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)資源和能力相對(duì)有限。這些特征相互疊加，顯著提高了西北城市對(duì)極端降水的敏感度。第三類是應(yīng)對(duì)極端暴雨能力弱：老城區(qū)排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不高，應(yīng)對(duì)極端暴雨比較吃力。所以一旦下大雨，就容易出事。

NBD：目前對(duì)西北突發(fā)性強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)精度如何？哪些技術(shù)能提升西北地區(qū)極端天氣的預(yù)警能力？

黃建平：目前，得益于數(shù)值預(yù)報(bào)模式進(jìn)步和多源資料融合應(yīng)用，我們對(duì)西北地區(qū)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)能力穩(wěn)步提升。例如，2024年9月青海大通暴雨過(guò)程中，提前24小時(shí)對(duì)暴雨落區(qū)做出了較準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，暴雨紅色預(yù)警提前量達(dá)58分鐘。當(dāng)前，短期晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率已超80%，暴雨預(yù)警信號(hào)準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。然而，西北地形復(fù)雜，觀測(cè)站點(diǎn)相對(duì)稀疏，對(duì)局地突發(fā)性、對(duì)流性極強(qiáng)的暴雨預(yù)報(bào)仍是巨大挑戰(zhàn)。

我們對(duì)其發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和量級(jí)的精細(xì)化預(yù)報(bào)仍存在不確定性。未來(lái)提升預(yù)警能力需依靠：一是構(gòu)建“空—天—地”一體化的精密監(jiān)測(cè)網(wǎng)，彌補(bǔ)觀測(cè)空白；二是發(fā)展公里級(jí)甚至更精細(xì)化的區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式，更好刻畫地形與云雨物理過(guò)程；三是深化人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)融合、預(yù)報(bào)解釋應(yīng)用中的運(yùn)用；四是優(yōu)化以預(yù)警信號(hào)為導(dǎo)向的“叫應(yīng)”機(jī)制，解決預(yù)警發(fā)布“最后一公里”問(wèn)題。

應(yīng)對(duì)極端天氣不能“等風(fēng)來(lái)” 建議：共享數(shù)據(jù)、算清“未來(lái)?yè)p失大賬”

NBD：在“半干旱氣候系統(tǒng)模擬”研究中，如何將氣候預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為城市防災(zāi)的具體建議？

黃建平：將氣候預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為防災(zāi)建議是一個(gè)系統(tǒng)性過(guò)程，主要分為四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

一是降尺度與精細(xì)化。利用區(qū)域氣候模式和高分辨率數(shù)值模型，將大尺度氣候預(yù)測(cè)信息降尺度到城市尺度，生成更高分辨率的未來(lái)氣溫、降水等要素預(yù)估產(chǎn)品。

二是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與制圖。結(jié)合城市下墊面信息（如地形、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施分布）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（如人口、資產(chǎn)）和未來(lái)氣候情景，開展暴雨內(nèi)澇、高溫?zé)崂说葹?zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和脆弱環(huán)節(jié)。

三是制定適應(yīng)性對(duì)策。依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，提出針對(duì)性建議。例如：修訂城市排水防澇、防洪工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；優(yōu)化海綿城市布局和蓄滯洪空間；調(diào)整水資源調(diào)度方案；建立分災(zāi)種、分級(jí)別的氣候風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警響應(yīng)流程；規(guī)劃避險(xiǎn)通道和應(yīng)急設(shè)施。

四是動(dòng)態(tài)更新與路徑適應(yīng)。認(rèn)識(shí)到氣候預(yù)測(cè)存在不確定性，需建立動(dòng)態(tài)適應(yīng)路徑，定期更新預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并據(jù)此調(diào)整防災(zāi)策略，形成“監(jiān)測(cè)—預(yù)測(cè)—評(píng)估—決策—更新”的閉環(huán)管理。

NBD：氣候科學(xué)家如何與城市規(guī)劃、水利部門合作？是否存在“數(shù)據(jù)壁壘”或“政策落地難”問(wèn)題？

黃建平：有效合作是提升城市氣候韌性的關(guān)鍵。理想模式下，氣候科學(xué)家提供未來(lái)氣候風(fēng)險(xiǎn)信息（如極端降水強(qiáng)度頻率變化），規(guī)劃水利部門據(jù)此修訂設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整工程布局、優(yōu)化管理方案。例如，根據(jù)未來(lái)暴雨風(fēng)險(xiǎn)升級(jí)排水管網(wǎng)，依據(jù)干旱預(yù)測(cè)優(yōu)化水源配置。

然而在實(shí)際合作中，“數(shù)據(jù)壁壘”和“政策落地難”仍是普遍存在的挑戰(zhàn)?！皵?shù)據(jù)壁壘”體現(xiàn)在：氣象數(shù)據(jù)與工程設(shè)計(jì)參數(shù)（如設(shè)計(jì)暴雨公式）格式、標(biāo)準(zhǔn)不一；部門間數(shù)據(jù)共享機(jī)制不暢；部分?jǐn)?shù)據(jù)涉密或管理權(quán)限限制?！罢呗涞仉y”根源在于：氣候風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)期性、概率性與工程決策要求的確定性、當(dāng)期效益存在矛盾；適應(yīng)措施前期投入大，而減災(zāi)效益顯現(xiàn)滯后；科學(xué)語(yǔ)言與工程語(yǔ)言、政策語(yǔ)言轉(zhuǎn)換不足。

破解之道在于：一是建立跨部門協(xié)作平臺(tái)，推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與共享；二是科學(xué)家需提供更貼近決策需求的“用戶友好型”產(chǎn)品（如氣候可行性論證報(bào)告、風(fēng)險(xiǎn)地圖）；三是決策者需提升風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，將氣候適應(yīng)納入長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，算清“避免未來(lái)?yè)p失”的大賬；四是探索基于風(fēng)險(xiǎn)的投融資機(jī)制，如氣候適應(yīng)型保險(xiǎn)。

預(yù)警：未來(lái)恐遭遇更猛暴雨，需盡快開展標(biāo)準(zhǔn)修訂及工程改造

NBD：您團(tuán)隊(duì)目前的研究能否模擬不同排放情景下西北城市未來(lái)的極端降水特征？這些結(jié)果如何指導(dǎo)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的修訂？例如，蘭州目前的排水設(shè)計(jì)是否低估了氣候變暖下的短時(shí)強(qiáng)降水風(fēng)險(xiǎn)？

黃建平：我們的模擬顯示，由于氣候變暖，未來(lái)蘭州可能遭遇比歷史記錄更猛的暴雨。我們基于CMIP6（編者注：CMIP6即Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，是由世界氣象組織支持的國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃，通過(guò)多模型模擬與比較提升氣候變化認(rèn)知，并為極端天氣及區(qū)域氣候預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。）多模型集合，在不同排放情景（如SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP5-8.5）下模擬表明：未來(lái)西北地區(qū)降水總量和極端降水強(qiáng)度均呈增加趨勢(shì)，高排放情景下增幅更顯著。過(guò)去“幾十年一遇”的極端降水事件將變得更頻繁。這些結(jié)果為修訂防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)提供了關(guān)鍵依據(jù)。

傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)基于“氣候平穩(wěn)性”假定，采用歷史數(shù)據(jù)推算設(shè)計(jì)值。我們的研究證實(shí)“氣候非平穩(wěn)性”已成為現(xiàn)實(shí)，沿用歷史標(biāo)準(zhǔn)可能系統(tǒng)性低估未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

因此，我們建議：一是采用最新延長(zhǎng)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)重新計(jì)算設(shè)計(jì)值；二是引入“非平穩(wěn)性”頻率分析理論，定量估算未來(lái)時(shí)期的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度；三是考慮增設(shè)“氣候變化調(diào)整系數(shù)”或直接采用未來(lái)預(yù)估結(jié)果設(shè)定新標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于蘭州，其排水系統(tǒng)（尤其是老城區(qū)）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基于歷史氣候條件，在面對(duì)氣候變暖下強(qiáng)度增強(qiáng)、頻率增加的短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，可能存在低估風(fēng)險(xiǎn)。河谷地形匯聚徑流、管網(wǎng)老化、標(biāo)準(zhǔn)滯后等因素疊加，使其在極端暴雨下的脆弱性尤為突出。需盡快開展氣候適應(yīng)下的標(biāo)準(zhǔn)修訂和工程改造。

NBD：西北城市如蘭州在應(yīng)對(duì)“干旱—暴雨”轉(zhuǎn)換時(shí)，有哪些傳統(tǒng)依賴機(jī)制？從氣候?qū)W角度看，這類措施是否可能因未來(lái)降水變率加大而失效？您的研究是否發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域的暴雨系統(tǒng)存在地形強(qiáng)迫增強(qiáng)效應(yīng)？

黃建平：西北城市傳統(tǒng)上依賴工程性措施（如水庫(kù)調(diào)蓄、排水管網(wǎng)）、預(yù)報(bào)預(yù)警和應(yīng)急管理來(lái)應(yīng)對(duì)“旱澇急轉(zhuǎn)”。未來(lái)，隨著降水變率加劇、極端性增強(qiáng)，這些傳統(tǒng)措施存在失效風(fēng)險(xiǎn)：超越設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的暴雨可能使排水系統(tǒng)飽和，難以匹配未來(lái) “超歷史極值” 的極端事件；長(zhǎng)期干旱后的土壤下滲能力下降會(huì)加劇地表徑流和山洪風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)排水管網(wǎng)難以應(yīng)對(duì)；極端干旱會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)蓄水不足，而未來(lái)極端暴雨將大幅提升調(diào)度兼顧供水與防洪的難度。

我們的研究證實(shí)，某些區(qū)域的暴雨系統(tǒng)存在地形強(qiáng)迫增強(qiáng)效應(yīng)。蘭州所處的黃河河谷地形，以及周邊山地（如祁連山東段），對(duì)氣流的動(dòng)力抬升和輻合作用顯著，使水汽集中、降水效率增高，往往導(dǎo)致暴雨強(qiáng)度比周邊地區(qū)更大，局地性更強(qiáng)。這種“地形增幅效應(yīng)”是預(yù)報(bào)和防災(zāi)中必須重點(diǎn)考慮的因素。

NBD：您認(rèn)為西北城市的氣候適應(yīng)投入是否應(yīng)優(yōu)先基于“高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域”的科學(xué)劃定？例如，您團(tuán)隊(duì)的氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型能否識(shí)別出蘭州哪些城區(qū)在未來(lái)30年面臨更高的暴雨山洪鏈?zhǔn)綖?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)？

黃建平：是的。基于科學(xué)識(shí)別的“高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域”進(jìn)行優(yōu)先投入，是提升氣候適應(yīng)效率、優(yōu)化資源配置的核心原則。這要求我們從“平均投入”轉(zhuǎn)向“精準(zhǔn)減災(zāi)”。

我們的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型（結(jié)合氣候預(yù)測(cè)、高精度地形、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施、人口經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)）能夠識(shí)別出蘭州未來(lái)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。雖然針對(duì)精確到街道層面的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)圖，還需開展持續(xù)細(xì)化工作，但根據(jù)目前的分析，我們已清晰指出以下幾類高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域：黃河及其主要支流河道沿岸洪泛區(qū)，直接面臨洪水威脅；濕陷性黃土溝壑區(qū)與山前斜坡帶，如榆中縣部分區(qū)域，極端降雨下易發(fā)生滑坡、泥石流，并可能堵塞河道形成堰塞湖等鏈?zhǔn)綖?zāi)害（2025年8月榆中山洪泥石流災(zāi)害即為典例）；城市低洼易澇區(qū)及排水系統(tǒng)能力不足區(qū)，城市化改變了自然匯水路徑，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)高；已查明的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)影響區(qū)，在更強(qiáng)的降雨作用下，其穩(wěn)定性和影響范圍可能會(huì)持續(xù)性擴(kuò)大。這些區(qū)域的識(shí)別，可為蘭州市國(guó)土空間規(guī)劃、災(zāi)害防治及應(yīng)急資源布局提供直接的科學(xué)依據(jù)。

免責(zé)聲明：本文內(nèi)容與數(shù)據(jù)僅供參考，不構(gòu)成投資建議，使用前請(qǐng)核實(shí)。據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。

封面圖片來(lái)源：受訪者提供