全球暖化疊加超強厄爾尼諾,下一個汛期更危險?
全球气候变暖叠加超强厄尔尼诺,下一个汛期更危险?
全球暖化背景下,超強厄爾尼諾可能加劇流域複合災害風險,張建雲指出2027年長江流域較重洪澇災害的風險較大。此次厄爾尼諾峯值強度可能超過3.2℃,高於1997—1998年的2.8℃紀錄。2026年規模化應用的「安瀾」系統,沿海增水滾動預報精度達87%—90%以上。
“明年的洪涝风险可能更大。”
这是中国工程院院士、水利部应对气候变化研究中心主任张建云近日在接受澎湃新闻专访时说的第一句话。
2026年10月9日国家气候中心确认:超强厄尔尼诺已经形成,峰值强度预计超过3.2℃,为有监测记录以来最强。而历史上两次超强厄尔尼诺的次年——1998年和2016年——长江流域都发生了大洪水。
反常早已显现。2026年华南前汛期偏早6天,西南雨季偏早约12天,华北雨季偏早8天,北京等北方城市的防汛演练比往年提前了至少一个月。
张建云用了一个比喻:气候变化对水利的挑战,已从“在既定棋盘上走出更好的棋”,变成“棋盘本身正在移动、规则正在改写”。
为了研究全球气候变化带来的这些新挑战,张建云所在的水利部应对气候变化研究中心于2007年成立。这是全国水利行业唯一专门研究气候变化影响及应对的科研机构,核心任务就是分析气候变化对水的影响,以及我们应该如何应对和适应。
《中国气候变化蓝皮书(2026)》指出,1961~2025年,极端强降水事件呈增多趋势,全国累计暴雨站日数每10年增加4.5%。极端暴雨洪涝呈现出“一增加三随机”的明显态势,即极端暴雨洪水事件增加,灾害发生的地点随机、时间随机、强度随机。长期以来按“七下八上”部署时间、按“南涝北旱”配置力量的防汛时空经验,在相当程度上不能完全适应当前的防汛减灾需求。
固定“入汛日期”还能不能作为备汛节奏的锚点?旱涝急转究竟是偶发极端事件,还是正在演变为需要常态化应对的水文气象新常态?此次超强厄尔尼诺事件的影响,与1998、2016年相比有何不同?中小河流、中小水库、城市排水管网这些风险最为集中的薄弱环节,又该如何补上监测预警的盲区?……
张建云说,传统“影响评价—适应对策”框架并未失效,但已不足以单独支撑决策。“雨带北抬”既有水文周期性的规律变化,也有全球变暖背景下降雨特性的变化,不是简单地偏离稳定基准态的暂时异常,可能会持续一定的时间。而“旱涝急转”则是全球气候变暖导致的大气环流变化对降雨的影响,不可预见性增加,会给我们的防灾减灾带来新的挑战和困难。中心的研究正从“评估变化”转向“解释变化、应对变化、适应变化”,向下重建能解释非平稳现象的基础理论,向上把科学认知更敏捷地转化为决策工具。
把科学认知转化为决策工具,一个标志性成果就是张建云担任总设计师的“安澜—水灾害防御系统”。该系统由水灾害防御全国重点实验室牵头研发,贯通“流域—河网—城市—地下—近海”全链条,集灾害监测、水雨情“四预”和决策支持于一体,是我国完全自主研发、安全可控的水灾害防御综合业务系统。2026年是其规模化应用第一年,台风“巴威”“白海豚”“沙德尔”接连冲击浙江期间,“安澜”滚动预报沿海增水的精度达87%—90%以上,成果用于国家防汛防台风专题会商,并支撑应急管理部形成风暴潮“预警一张图”,为江浙沪等地的人员转移安置提供了直接决策支撑。
张建云指出,近年各地雨季普遍提前、极端降水增多,水利和应急部门应尽快建立以雨季监测指标为触发条件的动态备汛响应机制,使力量预置、隐患排查和跨部门联动的节奏与雨情演进保持同步。
此外,他认为,针对近些年北方降水偏多的现象,大江大河干流和大型水库设防标准相对较高,安全裕度较大;而中小河流、中小水库、城市排水管网、农田排涝体系等,是风险最为集中的薄弱环节。面对气候新常态,防汛减灾部门的应对正在从被动抢险转向主动防控,从经验调度转向数字赋能,从单点防御转向体系作战,目的就是尽最大努力确保人民生命财产安全。
以下为专访全文:
超强厄尔尼诺或进一步加剧流域复合灾害风险
澎湃新闻:历史上1997—1998年、2015—2016年两次超强厄尔尼诺事件,分别对应了1998年长江流域性大洪水和2016年江南暴雨频发。当前这次超强厄尔尼诺事件,与历史上的两次相比,在“全球变暖”的背景下,致灾机制有何本质不同?打破历史纪录的超强厄尔尼诺事件给我国水旱灾害防御工作将带来哪些影响?
张建云:今年9月份,超强厄尔尼诺已形成,预计未来三个月赤道中东太平洋海表温度将继续升高,成为有监测记录以来最强的一次厄尔尼诺事件。与历史上的超强事件相比,这次事件有两个显著特点:一是发展速度特别快,从进入厄尔尼诺状态到超强只用了5个月;二是强度将刷新纪录,历史上1997-1998年峰值强度最大是2.8℃,本次可能超过3.2℃。
需要指出的是,1998年、2016年和2026年这三次超强厄尔尼诺事件都发生在全球变暖的背景之下,但2026年这次事件叠加的变暖背景更强,累积效应更显著,大气持水能力更高,环流系统对海温异常的响应也更复杂。所以这次超强厄尔尼诺事件可能进一步加剧流域复合灾害风险。
全球变暖背景下,叠加厄尔尼诺事件,风险增加将表现在三个方面。一是极端降水频次和强度显著增加。1961年至2024年,我国年累计暴雨站日数平均每10年增加4.5%,近年几乎年年发生流域性大洪水或严重城市洪涝、山洪地质灾害。二是旱涝急转风险增加。全球变暖将进一步增强水循环的强度与波动性,使气候状态在“干”与“湿”之间的转换更趋频繁、剧烈和突然。部分流域可能出现先旱后涝、旱涝急转的局面。三是北方防汛压力陡增。全球变暖背景下近些年我国北方降雨偏多,特别是东北到华北中东部降水偏多,极端强降水事件增多。
对水旱灾害防御工作而言,这些变化带来了几方面直接影响。一是预报预警难度显著加大。当前极端洪涝灾害呈现“一增加三随机”态势,也就是极端暴雨洪水事件增加,灾害发生的地点随机、时间随机、强度随机。长期以来防汛调度按“七下八上”的时间规律部署,按南方多涝、北方多旱的空间格局配置力量,但“一增加三随机”使得传统时空经验在相当程度上不完全适用新的变化,中小河流洪水、山洪和城市内涝的精准预报预警面临突出挑战。
二是工程防御压力明显增大。极端暴雨洪水的极端性、反常性增强,打破了水文事件的平稳性和一致性的假设,可能导致既有防洪排涝工程的防御能力相对下降,放大工程体系的薄弱环节。风险最为集中的是中小河流、中小水库、城市排水管网和农田排涝体系。
三是跨年度防御压力凸显。厄尔尼诺对中国夏季降水的影响具有明显滞后性,历史上1998年长江流域大洪水和2016年长江流域大洪水都发生在超强厄尔尼诺事件的次年。2027年长江流域出现较重洪涝灾害的风险较大。这意味着防御工作不能仅关注当年,需要建立跨年度、跨季节的风险应对框架,在汛前准备、汛期调度和汛后修复各环节都充分考虑厄尔尼诺滞后效应的影响。
气候变化对预报技术提出了新的挑战
澎湃新闻:1998年的防汛体系与今天已不可同日而语,但气候系统本身也发生了变化。全球气温每上升1℃,大气水汽含量增加约7%。在超强厄尔尼诺的背景下,这个“7%”是如何被进一步放大的?对于防汛减灾而言,这意味着预报的不确定性是线性增加还是可能进入一个“跳变”区间?
张建云:根据克劳修斯-克拉伯龙方程,气温每升高1℃,大气持水能力约增加7%,这是热力学层面的基础效应。但在实际致灾过程中,这个增幅不是简单线性传递的,而是受环流、地形和陆面过程的多重影响。
环流方面,超强厄尔尼诺改变大尺度大气环流格局,副热带高压增强并引导更多水汽向我国陆地输送,使实际可降水量可能超过热力学估算的增幅。地形方面,例如燕山、太行山等山脉对水汽的抬升作用使冷凝成雨效率显著提高,甚至触发强对流积雨云,7%的水汽增量在有利地形下可能产生更大的降水增幅,有的研究表明,地表气温每增加1℃,降水可能增加7-15%。陆面过程方面,前期土壤湿度偏高时,同样的降雨会产生更多径流和更高洪峰,这种记忆效应会持续影响后续洪水过程。
关于预报的不确定性,并非简单的线性增加。
传统洪水预报的不确定性主要来自降雨预报误差和模型误差,不确定性随预见期延长而增加。在当前变化环境下,预报不确定性也愈发凸显。极端暴雨定量预报本身就是世界性难题,其突发性、反常性增强后,精准预报预警难度进一步提高;同时,水文过程的“一致性”和“平稳性”假设面临挑战,模型参数的代表性下降,中小河流洪水、山洪预报精度不足、预见期偏短的问题尤为突出。
近些年发生的极端暴雨洪涝,突破了工程的防御边界,具有突变性,在自然—工程—社会经济系统间跨系统传递、级联放大,触发阈值与传递路径十分复杂,导致预报的不确定性明显地增加。这意味着预报的不确定性不再是可以简单量化的区间,而是在某些条件下可能出现“预报失效”。这不是预报技术退步了,而是变化环境对预报技术提出了新的挑战。
“旱涝急转”成新常态,要做到旱涝同防同治、以变应变
澎湃新闻:这两年汛期部分地区会出现“旱涝急转”的情况,“旱涝急转”目前是偶发还是新常态?水利调度体系目前的应对能力如何?有哪些短板需要补齐?
张建云:“旱涝急转”正在从偶发性极端事件演变为需要常态化应对的水文气象新常态。研究表明,我国旱涝急转事件的影响范围整体呈增加趋势,中东部和东北部是旱涝急转事件发生频繁地区。
从水利调度能力来看,依托现有水库群、堤防等骨干工程和雨水情监测预报体系,我们已经能够有效应对常规强度的旱涝急转。旱涝急转最大的矛盾就是,干旱阶段需要蓄水保供水,一旦暴雨突至,又必须尽快腾出库容防洪。
客观来讲,面对短预见期、高强度的极端旱涝急转,我们的体系还有一些短板。最突出的是监测预警还有盲区。中小河流、山洪易发区站点不足,“断路、断电、断网”三断条件下信息传输难,中小河流洪水预报精度偏低。与此同时,预报调度对非平稳性适应不足,单一汛限水位在旱涝急转中可能导致汛期弃水和汛后无水并存。针对旱涝连续交替的动态预案还不够完善,跨区域、跨部门联动的精细化调度规则有待深化。更深一层,旱涝急转的机理和预报技术研究需要加强。
补齐这些短板,要加快雨水情监测预报“三道防线”建设,加密中小河流和山洪区水文监测站点布设,提升“三断”应急保障;调度上从“平稳性假设”转向适应性管理,研究分期分级汛限水位及其基于预报过程的动态控制;同时,破除部门间的信息壁垒,深化数字孪生水利的“四预”应用。
旱涝急转要求我们从单一场景应对转向快速切换应对,做到旱涝同防同治、以变应变。
中小老旧水库是风险最为集中的薄弱环节
澎湃新闻:最近水利部和国家发改委发布了《老旧水库改造提升项目建设管理办法》和《老旧水库改造提升技术指南》,老旧水库改造提升工作的重点是什么?
张建云:我国现有9.4万多座水库,其中将近90%为土石坝。大多数建于上世纪的50-60年代,限于当时的技术和经济实力,建设质量存在一定问题,并且年久失修,病险问题比较突出,特别是中小型水库的病险是最为集中的风险。另一方面,近些年的超标准洪水多发,也明显地增加了中小型水库的灾害防御风险。
最近国务院办公厅印发《全面系统推动老旧水库改造提升专项行动方案》,要求把人民生命安全放在首位,锚定“水库不垮坝”目标,以高风险老旧土石坝为重点,全面系统推进老旧水库改造提升,显著提高老旧水库防洪能力和安全韧性,坚决守住水库安全底线。
文件要求“十五五”期间,对老化严重、防洪能力不足、风险高的约5000座水库,实施“一库一策”改造提升。对大坝安全监测设施缺失或不完善的约2600座大中型水库,开展大坝安全监测设施建设。着力增强老旧水库安全调度管理能力和应急处置能力,完善并全面落实水库常态化运行管护机制,保障水库长期安全稳定运行。水利部和国家发改委发布了《老旧水库改造提升项目建设管理办法》和《老旧水库改造提升技术指南》,进一步明确工作重点和基本要求。
老旧水库改造提升工作,首先是重新审视设计暴雨和设计洪水参数。在工程安全复核和新建工程设计中,需要纳入非平稳性条件下的频率分析,不能简单沿用基于历史资料的频率曲线;二是分类施策,优先补齐中小型水库的短板。对于安全裕度最紧张的中小水库,应优先开展防洪能力复核和除险加固。
推动“三道防线”从监测能力提升向全链条耦合贯通深化
澎湃新闻:目前水利系统的“三道防线”在应对气候风险预警时,还有哪些关键环节需要补强?
张建云:水雨情三道防线层层递进:第一道用气象卫星和水利测雨雷达盯“云中雨”,第二道用雨量站网和产汇流预报把“落地雨”转换成“河道水”,第三道用水文站网和洪水演进预报回答洪水怎么走、何时到、峰值多高。本质是把预见期拉长,留足预警提前量。
水雨情建设已有积极进展,但面对极端暴雨洪水突发性、极端性、复杂性增强的新形势,仍需补强几个关键环节。
一是补强极端天气的监测感知能力。部分中小河流、山洪灾害易发区站网密度不足、存在盲区,超标准洪水及“断路、断电、断网”条件下,降雨、水位、流量要确保测得到、测得准、传得出;还要加强泥沙、冰凌等特殊要素监测,以及对山洪、泥石流、堰塞湖等复合灾害风险的感知能力。
二是补强极端暴雨洪水预报的模型和算法。极端暴雨定量预报是世界性难题,气候变化又使水文情势和洪水特征发生显著变化,传统统计规律和历史经验面临挑战。要加强气象预报与水文预报的深度融合,推进降雨预报、分布式水文模型、产汇流模型和洪水演进水动力学模型协同应用,推动机理模型与人工智能结合;同时统筹预见期与预报精度,既报得更早,也保证相应预见期下的精度。
三是补强“三道防线”的耦合贯通能力。三道防线不是三套独立系统,而是从“云中雨”到“落地雨”再到“河中水”的完整链条。要强化数据融合、模型耦合、防线贯通,融合卫星、雷达、雨量站多源降雨数据,耦合降雨预报、产汇流计算、洪水演进和水工程调度模型,并用后续防线实测信息动态修正前续防线的模型状态、参数和预报结果,形成滚动更新、逐步校正、上下游传导的连续预报能力。
四是补强预警与防御决策的衔接。要推动“三道防线”与数字孪生流域、水库及河道防洪“四预”业务深度融合,把预报结果转化为洪水影响范围、人员转移风险、工程调度方案等决策信息,强化多情景推演和风险研判,让预报成果真正服务于防洪调度和人员避险。
此外,还要加强水文基础设施运维保障、关键装备和模型软件测试评价、技术标准建设和专业人才队伍建设。下一步要坚持问题导向和实战牵引,以科技创新为支撑,推动“三道防线”从监测能力提升向全链条耦合贯通深化,从单纯预报雨水情向预报洪水风险、支撑防御决策拓展。
(原题:全球气候变暖叠加超强厄尔尼诺,下一个汛期更危险?专访中国工程院院士张建云)
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