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持续性强降水事件归因新进展

  极端天气气候事件因其对经济、社会和民生的显著影响而备受关注。极端事件归因旨在定量地回答人为气候变化是否以及在多大程度上改变了特定事件的统计特征(主要是概率和强度)。事件归因是气候学界高度关注的前沿领域,对极端降水事件的归因较之极端温度难度更大。

  “8月中旬四川盆地暴雨频繁致部分地区受灾”,入选2020年中国十大天气气候事件和十大自然灾害。无论从降水范围、降水强度还是持续时间来看,这场暴雨都堪称较为罕见的持续性暴雨天气。局地降下特大暴雨,芦山、绵竹、什邡等5站日降水量突破当地历史极值。8月18日,青衣江雅安城区段出现百年一遇洪水,四川省防汛抗旱指挥部启动有记录以来首次I级防汛应急响应。8月中旬的强降水事件造成城市内涝、山体滑坡、泥石流和重大经济损失。
  中国科学院大气物理研究所钱诚研究员、博士生叶洋波、张文霞副研究员等对这次持续性强降水事件进行了归因研究,量化了大气环流和人为强迫的贡献。结果表明,2020年8月中旬(11-20日),四川区域平均的总降水量是1960年以来最多的(图1a,b),达2.5个标准差,统计上的重现期为306年一遇。在这次事件中,受四川以东地区西太平洋副热带高压的持续控制和四川盆地西侧青藏高原大地形阻挡的影响(图1c),从南面来的水汽顺着青藏高原和西太平洋副热带高压之间的狭窄通道北上,与来自北方的冷气流交汇,在四川附近形成了水汽辐合(图1d)。基于环流相似法的估算表明,大气环流能够解释此次事件强度的47%(图1e);而在相似的天气型下,气候变化增加了强降水。为了进一步分离人为强迫的作用,他们用HadGEM3-GA6-N216大气模式,通过有、无人为强迫作用的大集合样本模拟试验,发现人为强迫使得类似事件的发生概率加倍(图1f);这种风险的增加是通过增大降水的变率来增加强降水,而不是通过改变长期趋势。该成果发表在美国气象学会会刊(Bulletin of the American Meteorological Society)。
  Qian, C., Y. Ye, W. Zhang, and T. Zhou, 2022: Heavy rainfall event in mid-August of 2020 in southwestern China: contribution of anthropogenic forcings and atmospheric circulation. Bull. Amer. Meteor. Soc., 103(3), S111–S117, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0233.1
 
图1. 2020年8月中旬(11-20日),四川持续性强降水事件特征和归因
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