華北歷史級(jí)特大暴雨過程真能怪“杜蘇芮”嗎？東北暴雨呢？

由于近期華北的特大暴雨過程及造成的災(zāi)害，2023年將毫無懸念的作為又一個(gè)氣象重災(zāi)之年而被永遠(yuǎn)銘記。

作為一個(gè)以天氣預(yù)報(bào)為本職，和以氣象科普為己任的個(gè)體，面對(duì)這場(chǎng)氣象災(zāi)難，遲到的我既有千言萬語想說，卻又一時(shí)不知該從何談起。

【資料圖】

標(biāo)題是最近經(jīng)常有人問我的問題，今天就先就這個(gè)問題簡(jiǎn)單談?wù)効捶ā?/p>

我的觀點(diǎn)是：7月28日到8月2日的華北特大暴雨當(dāng)然要怪臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”，即便是8月2日至4日的東北暴雨，讓“杜蘇芮”背點(diǎn)鍋也是可以的。

但是“要怪它”和“都怪它”表面上是一回事，嚴(yán)格說是兩個(gè)概念，這是必須要分清的：前者之無疑，是因?yàn)橹灰鼘?duì)暴雨有貢獻(xiàn)就逃不掉責(zé)任，簡(jiǎn)單問題的簡(jiǎn)單答案；而后者是一個(gè)復(fù)雜的問題，見仁見智，必然不會(huì)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的簡(jiǎn)單答案。

一、狹義和廣義的“臺(tái)風(fēng)”、“杜蘇芮”

臺(tái)風(fēng)有狹義和廣義之分嗎？暫時(shí)沒有，但我覺得可以借它來聊聊。

狹義的臺(tái)風(fēng)可以參照氣象臺(tái)對(duì)臺(tái)風(fēng)的起停編來框定：強(qiáng)度一旦達(dá)標(biāo)，就算臺(tái)風(fēng)“出生”了，給起個(gè)名字（編號(hào)）；反之強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)停編，可以視為“死亡”。以此而論，“杜蘇芮”生于7月21日17時(shí)，7月29日08時(shí)卒于安徽南部，華北后面幾天的暴雨關(guān)它何事呢？

2023年第5號(hào)臺(tái)風(fēng)杜蘇芮生命史（中央氣象臺(tái)臺(tái)風(fēng)網(wǎng)）

太關(guān)它事了！因?yàn)榕_(tái)風(fēng)不僅僅是旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)風(fēng)，它更是熱帶大洋上熱量和水汽（強(qiáng)降雨的最重要物質(zhì)條件）的收集者和運(yùn)送者。如果我們放開視野，不拘泥于臺(tái)風(fēng)的渦旋環(huán)流，那么“廣義”的臺(tái)風(fēng)就是一個(gè)大洋向大陸輸送降雨的最強(qiáng)載體。雖然有時(shí)候狹義上它“死”了，但它生時(shí)直接攜帶的熱量水汽已經(jīng)到位，或者死后仍然對(duì)后續(xù)熱量水汽的輸送具有重大貢獻(xiàn)。那么它就對(duì)強(qiáng)降雨的后果負(fù)有重要的，甚至是首要的責(zé)任。

2023年7月28日08時(shí)大氣總水汽（填色，即大氣中氣態(tài)水的含量，越紅越多/濕）和低空（900hPa等壓面，約海拔1公里高度）風(fēng)場(chǎng)示意圖

2023年7月29日20時(shí)大氣總水汽（填色，即空氣中氣態(tài)水含量，越紅越多/濕）和低空（900hPa等壓面，約海拔1公里高度）風(fēng)場(chǎng)示意圖

2023年7月31日08時(shí)大氣總水汽（填色，即空氣中氣態(tài)水含量，越紅越多/濕）和低空（900hPa等壓面，約海拔1公里高度）風(fēng)場(chǎng)示意圖

連續(xù)看上面三圖，不難看出：在“杜蘇芮”登陸之前，其水汽最多之處還在中心南側(cè)，到29日時(shí)水汽最多處已經(jīng)被逆時(shí)針的臺(tái)風(fēng)環(huán)流“甩”到了其中心北側(cè)，到31日，雖然“杜蘇芮”死了，但其帶來的水汽仍在，最盛水汽區(qū)域也是在其生前環(huán)流和殘余環(huán)流影響下被吹到華北北部，這時(shí)也是京津冀暴雨最強(qiáng)的階段。

二、臺(tái)風(fēng)造成暴雨的真諦

臺(tái)風(fēng)主要的特征狂風(fēng)和暴雨。臺(tái)風(fēng)為什么會(huì)帶來暴雨？這兩個(gè)特征之間有什么聯(lián)系？

暴雨的物質(zhì)基礎(chǔ)是水汽，臺(tái)風(fēng)由于強(qiáng)風(fēng)和向內(nèi)卷入的環(huán)流，會(huì)吸入其周圍廣大海洋產(chǎn)生的水汽，隨著其向陸地移動(dòng)，就成為大洋向陸地送水汽的最強(qiáng)載體。有了基礎(chǔ)的水汽并不夠，還需要上升運(yùn)動(dòng)將水汽抬高制冷才能凝結(jié)成雨落下，這個(gè)上升運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)致雨越強(qiáng)。臺(tái)風(fēng)的狂風(fēng)內(nèi)卷可以部分實(shí)現(xiàn)這個(gè)上升運(yùn)動(dòng)，臺(tái)風(fēng)越強(qiáng)，越靠中心，這種上升越強(qiáng)，因此臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)中心附近的雨一般是最強(qiáng)的。

但是上升絕不僅僅靠臺(tái)風(fēng)的狂風(fēng)卷入中心，還有其它兩個(gè)完全不亞于臺(tái)風(fēng)的抬升空氣力量：地形與浮力。

簡(jiǎn)單來說，浮力的作用和結(jié)果可以理解為冷下沉暖上升（即對(duì)流），因?yàn)楦×Φ膶?shí)現(xiàn)根本上是太陽給地表的熱量，所以這個(gè)條件越在暖熱的季節(jié)越容易具備。7月下旬8月上旬的盛夏季節(jié)背景正當(dāng)其時(shí)，低空越熱越濕，可實(shí)現(xiàn)的浮力越強(qiáng)（水汽本身不僅僅是水，也是熱，水汽主要在大氣的底層），這也是過去歷史上中國(guó)北方各次極端特大暴雨共享這個(gè)季節(jié)背景的根本原因。（強(qiáng)對(duì)流與浮力的話題我們說過很多，有興趣的請(qǐng)翻閱前作）

至于地形的作用，也很好理解，風(fēng)吹到山前，空氣不能鉆山，入地也無門，就只能上天去受冷了。因此只要有地形高差，且高差線正交于水汽輸送線（低空風(fēng)），那么在沿高差線附近就是降雨最強(qiáng)的區(qū)域。

這個(gè)地形高差，不僅僅是山脈高原，如此次華北極端暴雨，正是在杜蘇芮東側(cè)低空東南風(fēng)輸送水汽的背景下，沿著太行山與華北平原的高差線展開的；也包括了海陸高差，如下圖“杜蘇芮”登陸前后給臺(tái)灣島東側(cè)和東南沿海帶來的強(qiáng)降雨，絕不僅僅在臺(tái)風(fēng)最強(qiáng)的區(qū)域，而是綜合水汽輸送、分布和前述三種上升運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。

三、“華北暴雨”與“東北暴雨”——“杜蘇芮”的主責(zé)與次責(zé)

基于前述邏輯和事實(shí)，說“杜蘇芮”對(duì)本次華北特大暴雨過程負(fù)主要責(zé)任，問題是不大的。它此次造成暴雨所起的直接作用，應(yīng)該是大于2021年“煙花”臺(tái)風(fēng)對(duì)于河南特大暴雨的作用的。與此類似，我們甚至可以說6號(hào)臺(tái)風(fēng)“卡努”對(duì)于華北暴雨也是起了作用的，如下圖所示（基于其連續(xù)一致的低空大風(fēng)，認(rèn)為這是水汽輸送通道是合理的，通道中間部分如山東和黃海等并不紅的區(qū)域，可以認(rèn)為是水汽只過路沒有停留累積所致）。

2023年7月29日20時(shí)大氣總水汽（填色，即空氣中氣態(tài)水含量，越紅越多/濕）和低空（900hPa等壓面，約海拔1公里高度）風(fēng)場(chǎng)示意圖

華北暴雨怪杜蘇芮沒問題了，那么更遠(yuǎn)更晚的8月2日至4日東北的暴雨還能扯“杜蘇芮”嗎？

基于同樣的邏輯，兩者確實(shí)是有聯(lián)系的，因?yàn)樵斐蓶|北暴雨的水汽與華北暴雨和“杜蘇芮”是一脈相承的，是同一次大范圍水汽搬運(yùn)過程的不同階段：始作惡于臺(tái)灣福建，造大孽于華北，留余孽在東北。

2023年8月2日20時(shí)大氣總水汽（填色，即空氣中氣態(tài)水含量，越紅越多/濕）和低空（900hPa等壓面，約海拔1公里高度）風(fēng)場(chǎng)示意圖

但是東北暴雨與杜蘇芮的聯(lián)系確實(shí)要弱了很多，因此爭(zhēng)議也會(huì)增加。這很正常，本來氣象上很多事物相互間的因果關(guān)聯(lián)就不是涇渭分明的。當(dāng)我被問到如何看待有人把東北暴雨歸因于杜蘇芮時(shí)，我的回答是：見仁見智，不支持不反對(duì)。天氣的成因，從來不簡(jiǎn)單。

四、臺(tái)風(fēng)-暴雨與蒙古氣旋-沙塵暴的相似之處

由于共同的物理規(guī)律制約，氣象中，總是有著各種相似，比如小個(gè)子龍卷風(fēng)和大個(gè)子臺(tái)風(fēng)都是氣旋。

在這里我分享一個(gè)與本次暴雨成因有關(guān)的相似現(xiàn)象：臺(tái)風(fēng)煙花“與21年7月河南特大暴雨，以及這一次的”杜蘇芮“與華北特大暴雨之間的關(guān)系，與蒙古氣旋與北方沙塵暴之間的關(guān)系是有些像的，只是方向是反的。

蒙古氣旋、西伯利亞高壓、地形、沙塵暴關(guān)系示意圖

臺(tái)風(fēng)、副高、地形、大暴雨關(guān)系示意圖

臺(tái)風(fēng)、副高、地形、大暴雨關(guān)系示意圖

這種相似有幾個(gè)核心之處：

1、高低壓之間氣壓差最大，因而大尺度風(fēng)越強(qiáng)，強(qiáng)風(fēng)能送更多的沙和水；

2、物質(zhì)是天氣的基礎(chǔ)，來源很重要：沙從大漠來，水從大海來；

3、地形起到了關(guān)鍵的作用：平原水汽撞上山脈就會(huì)上天，水汽上天才能冷卻凝雨，冷雨所致的冷空氣堆積某種意義上成了“新山”，新山再抬平原水汽再下雨，進(jìn)而將雨區(qū)向山外平原推進(jìn)；高原地面的土吹到平原就是在天上，越往下游平原的沙塵暴越不可能是強(qiáng)風(fēng)沙而是靜風(fēng)下土。

后記：

由于各種原因?qū)е碌拿β?，近期更新得很少。剛剛在成都完成了大運(yùn)會(huì)氣象服務(wù)，期間感受到了同行們熱情的鼓勵(lì)和支持，加之無休無止的氣象災(zāi)害，和網(wǎng)上流傳的那些無恥氣象謠言，都將是我繼續(xù)寫作更新的巨大動(dòng)力和素材。

---全文完---

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