
極端氣候屬于天氣變異,天氣變異與全球氣候變化是兩個不同的概念。短時間的天氣變異基本上是由自然因素造成——我國今年的南方暴雨、干旱、北方沙塵暴和雪災,大部分還在正常變化范圍之內,最多屬于“偏極端型”天氣,但這些事件頻發與全球變暖大背景是分不開的。
2010年5月以來,中國南部多個省市遭受了多輪特大暴雨襲擊及洪澇災害。與常年同期相比,江南大部、華南北部降雨量較常年同期偏多二成以上,其中江西、福建、廣東部分地區偏多五成至一倍。
事實上,這次中國南方各省暴雨災害主要是由于“北極震蕩”現象造成冷空氣持續不斷補充南下,與“厄爾尼諾—拉尼娜”現象帶來的溫暖濕氣“夾擊”所致。而中國今年上半年暴雪、旱災、洪澇等氣候災害頻發仍離不開全球氣候變暖的大背景。
極端氣候屬于天氣變異,天氣變異與全球氣候變化是兩個不同的概念。短時間的天氣變異基本上是由自然因素造成——今年的南方暴雨、干旱、北方沙塵暴和雪災,大部分還在正常變化范圍之內,最多屬于“偏極端型”天氣,但這些事件頻發與全球變暖大背景是分不開的。
北極震蕩引起的全球氣溫升高
北極震蕩造成北半球出現氣象顛倒,致使北半球的北美洲、歐洲和亞洲地區遭遇寒冬。
科學家以北極震蕩指數來衡量氣壓的變化。當北極上空出現低氣壓,氣流會以順時針的方向運行,以保持冷暖氣流的交替運作。假使周圍環流變強勁,則會讓北半球氣溫上升,一旦環流變弱,冷空氣將向外擴散出去,就會使北半球變冷;北極震蕩干擾了正常的氣溫相位。一般來說,正常的北半球冬季是處于“正相位”(又稱“暖相位”),而這次10年一次的震蕩現象卻使北半球的冬季轉為“負相位”(又稱“冷相位”),讓氣候預報度無法像往常一樣高準可期。
根據氣候專家評估,2009年12月中起,北極的環流是近60年來最弱的一次,因此也就造成大量的冷空氣向外圍迅速擴散,幅度超過北極圈,延伸到歐美大陸,就成為暴風雪的成因:轉向北亞大陸便引來大陸冷氣團,冷空氣南下后,就造成南方地區的氣溫下降。而與此同時,北極圈與中緯度地區的氣壓差是1979年以來最大的。除了北極上空形成了多年未見的高壓,更主要的原因是中緯度地區的高壓并沒有像往年一樣形成規模,這導致大量的冷空氣向外圍迅速擴散,幅度超過北極圈,延伸到包括中國在內的中低緯度地區。
寒流來襲、天氣濕冷,冷氣團增強,全球各地傳來因暴風雪、冰封、寒流而造成的氣候異常及災害:美國一些地方積雪深達140厘米、英國燃油出現短缺、歐洲之星火車停擺、荷蘭街上凍死百人、韓國驟冷降至近7年來新低,我國北方大雪不斷,嚴重影響冬麥收成,也順勢延誤春麥播種的時間。
最近幾十年來,世界熱帶氣旋活動頻繁,颶風和臺風橫行肆虐,與公元1000年前后的情況十分相似。究其原因,一方面在于地球正處于千年來的又一個熱帶氣旋高發期,與千年一遇的颶風活動高峰有關:另一方面是全球變暖的影響,海洋表層水溫上升致使熱帶氣旋活動增加。據統計,大西洋一年的颶風通常為8次左右,可是在2005年卻出現15次之多。
由于東太平洋海域水溫異常升高,厄爾尼諾現象可以在全球范圍內引起風暴、干旱和其他反常的天氣變化,能讓本來潮濕的地區變得干旱起來,也會使原來干旱少雨的地區洪水泛濫。然而厄爾尼諾現象有一個積極作用,就是可以造成風速和風向突然變化的強烈的垂直風切變,從而對颶風產生抑制作用,減少大西洋上颶風發生的次數。在受厄爾尼諾現象影響的年份中,對美國進行肆無忌憚襲擊的颶風平均每年造成的損失為8億美元,而與厄爾尼諾現象相反的拉尼娜現象造成的損失則多出一倍,高達16億美元。
統計數據表明,2009年6月1日至8月2日,全國有355個氣象站點達到了極端高溫事件標準,67個站點日降水量達到了極端強降水事件標準。極端天氣氣候事件的發生是氣候周期變化的結果,極端天氣的發生和某一個時段的環流異常或海溫異常有關。在全球持續變暖這個氣候大背景的作用下,極端的高溫事件增加了。因為溫度升高,大氣的對流活動加強,強降水和冰雹等天氣多了起來。
研究證實,日最高溫度每上升1度,天氣便會引起很大的變化,直接影響人類的活動。如果這上升的1度正好超越了某個“界限溫度”,那么對人的生活和健康影響就更大了。“界限溫度”指的是當地居民對氣候舒適的“感覺上限”,隨地理緯度不同而各異。在我國東南地區的上海和廣州,“界限溫度”為33度。在氣溫低于33度時,溫度的變化不至于使生病和死亡的人數增加。一般說來,人體感覺舒適的氣候條件是包括溫度、濕度、風速等的綜合效應。我們常見的舒適溫度區段為16~25度。
聯合國政府間氣候變化專門委員會發布的第四份氣候變化評估報告預測,從現在起到2080年,全球平均氣溫將升高2~4度。所造成的災害和惡果將觸目驚心飲用水可能遇到問題的人有11億~32億,面臨饑餓威脅的人有2億~6億,每年沿海地區可能遭受洪澇災害的人有2億~7億。而目前,氣溫的升高已導致生物多樣性銳減。國際自然與自然資源保護聯合會的一份研究報告指出,有1/3的兩棲動物、1/4的哺乳動物和1/8的鳥類正瀕臨滅絕。
此外,世界自然基金會也發布報告說,預測全球海平面高度將在21D0年前上升1米以上,這一數字大約為聯合國等先前預測的兩倍。報告說,這一預測把格陵蘭島和南極西部冰原融化考慮在內。海平面急劇上升可能導致沿海地區遭洪水襲擊,影響全球1/4的人口。
世界自然基金會說,北極氣候變暖本身可能成為全球變暖的“引擎”,原因是北極凍土帶和濕地含碳量為空氣中的兩倍。研究發現,北極地區變暖速度為其他地區的兩倍左右,導致海冰銳減。這不僅對極地氣候產生影響,而且還會改變其他地區的氣候條件。例如,歐洲和北美洲屆時將遭遇隆冬,而格陵蘭地區則會因海平面上升和濕度劇變迎來暖冬。
地質構造活動強烈和極端天氣是泥石流主因
這兩年我國地質災害明顯增多。如發生的汶川、玉樹地震,近期甘肅舟曲及四川、陜西等地發生的一系列泥石流地質災害等,均損失嚴重。
中國地質環境監測院副院長田廷山解析說:地質災害接連不斷,首先要看地質構造,我國大陸主體處于十分獨特的全球構造部位。從全球構造位置來看,我國處于亞歐、印度洋、太平洋三大板塊的接合部位,地質構造活動相對強烈,以致強烈地震活動頻繁發生。而近年來相繼發生的冰島火山、印尼海嘯、汶川地震、海地地震、智利地震等,都表明地球處在一個相對活躍的地殼活動期。地震活動和地質構造運動對地球表層影響的巨大程度,遠遠超出我們的想象。它造成了地表巖石的破碎,讓工程地質條件變得脆弱,在強降雨作用下,很容易形成重大的崩塌、滑坡、泥石流地質災害。
全球氣候變化,特別是極端天氣事件頻發,是形成地質災害高發的另一個主要原因。我國西部處于東亞季風區,特別是青藏高原的隆升對我國氣候變化有著重要影響。今年以來,我國氣候異常非常明顯。從去冬到今春的干旱,再到現在的局部地區強降雨,情況非常罕見。像舟曲等地區誘發泥石流的瞬時降雨量,是有文字記載以來從未有過的。
另外我國人口眾多,山地占國土面積的2/3,相對條件比較好的土地并不豐富。大批人口在山區生活,而恰恰是山區,地質災害易發、頻發,而且災害一旦發生,損失就很嚴重。
“雨島效應”是南方暴雨的催化劑
5月7日凌晨,廣州全市遭遇了歷史罕見大暴雨襲擊,從7日1時開始的大暴雨持續了3到4個小時,該市南湖12小時內降水達244.3毫米,廣州首次緊急拉響全市性的最高級別暴雨紅色警報,大暴雨造成該市出現大面積“水浸街”,專家初步分析認為,該次罕見大暴雨與全球氣候變暖和城市化帶來的雨島效應有關。
我國各大城市群的核心區近年來呈現“強降水頻次減少一超強降水增多”的局面。例如,今年5月份以來,廣州、南昌、海口、重慶等南方多座城市遭到罕見暴雨襲擊。這些災害性天氣現象與“雨島效應”有關,并有擴大之勢,城市突發性氣象災害日益突出,對社會、經濟和環境系統造成巨大影響,嚴重威脅到城市的公共安全。
那么什么是城市“雨島效應”呢?
所謂雨島效應,即指由于城市建筑物增加,空調等加重熱量超常排放,使城市上空形成熱流,最終導致降水形成。城市中林立的高樓大廈被喻為“鋼筋水泥的森林”。而隨著“森林”密度不斷地增加,尤其一到盛夏,建筑物空調、汽車尾氣更加重了熱量的超常排放,使城市上空形成熱氣流,熱氣流越積越厚,最終導致降水形成。這種效應被稱之為“雨島效應”。“雨島效應”集中出現在汛期和暴雨之時,這樣易形成大面積積水,甚至形成城市區域性內澇。城市綠地具有緩解“雨島效應”的能力,是改善城市“雨島效應”的有效途徑之一。
應該說,城市化對降雨量的影響問題,是城市氣候學中爭議較多的一個課題。有觀點認為,城市化對降水沒有什么顯著的影響;也有人表示,城市化有使降水減少的效應;但更多的專家認同城市化有使城區及其下風方向降水增多的效應。為此,美國曾在中部平原密蘇里州的圣路易斯城及其附近郊區設置稠密的雨量觀測網,運用先進技術進行了持續5年的觀測研究。結果證實,圣路易斯城及其下風方向確有“雨島效應”。
造成廣州這場特大暴雨的強對流云團,于6日下午在韶關、清遠南部迅速發展,當天晚上10點移入廣州郊區從化,7日1時移入廣州市區并停滯3到4個小時。受其影響,7日2時左右市區開始出現暴雨,之后的2至3時是降水集中時段。
廣州市氣象部門介紹,這次暴雨過程具有“三個歷史罕見”的特點:首先是雨量之多歷史罕見。廣州市普遍出現大暴雨,6日晚8點到7日上午8點,僅12小時內該市絕大部分測站紀錄到超過100毫米的降水,南湖一帶最大,達2443毫米,破歷史同期紀錄。其次,雨強之大歷史罕見;暴雨過程雨強破歷史紀錄,降水時間極其集中,普遍在不到6個小時的時間內就出現超100毫米降水。第三,范圍之廣歷史罕見;暴雨天氣往往有很強的局地性,但這次大暴雨卻覆蓋了全市大街小巷。這“三個歷史罕見”一起出現,在任何城市都會引起城市積澇、水浸街等現象。
廣州從化市6日晚9點42分率先發出橙色預警信號,以后各區(市)也相繼發出暴雨預警信號,城區和白云、番禺、蘿崗、花都、增城6區氣象部門在不到3小時內都把預警信號提升到紅色。這是有預警信號以來首次全市性發布最高級別的暴雨紅色預警信號。
不僅是廣州,整個廣東省都浸泡在接連不斷的大暴雨中:廣東大部5月22日至23日再度遭遇5月份第5輪特大暴雨襲擊,廣東饒平和潮陽24小時內降雨量超200毫米,氣象部門表示,隨后的一個月內該省還將有3次明顯降雨過程,專家指出,5月以來廣東頻繁的強降雨與冷空氣頻頻南下及活躍的厄爾尼諾現象有關。
22日白天到23日早晨,廣東除湛江、茂名、陽江降雨較弱外,其余地區均出現強降雨過程;大暴雨主要出現在珠江三角洲北部,河源和粵東地區,暴雨和雷雨大風令一度悶熱的南粵大地迅速降溫。
氣象站網監測,22日8時至23日8時,廣東全省共有45個氣象站錄得100到250毫米大暴雨,其中饒平三饒鎮錄得全省最大雨量210.2毫米,有224個氣象站錄得50到100毫米暴雨,有453個自動氣象站錄得25到50毫米大雨。
專家指,進入5月以來強暴雨頻頻“光顧”廣東,主要是與冷空氣活動頻繁以及厄爾尼諾現象現象有關。數據顯示,去冬今春歐亞大陸高緯地區冷空氣異常活躍,不斷南下影響中國,5月以來冷空氣活動依然頻繁。
同時來自熱帶海洋的暖濕氣流異常強盛。2009年6月以來,熱帶太平洋發生明顯的厄爾尼諾事件,并于2009年12月發展到峰值,峰值強度對1951年以來已發生厄爾尼諾事件的第4位。受其影響,不斷有暖濕氣流從西北太平洋地區向中國大陸地區輸送,廣東正位于該兩股冷暖氣流交會位置,因此造成5月以來該省多次大范圍明顯降水。