7月17日以來，河南省出現的這場歷史罕見的極端強降雨，成為了氣象專家分析、關注的重點。
目前，中央氣象臺已從大氣環流、水汽條件、地形、對流四個方面，公佈了河南此次暴雨天氣的成因。不過，更詳盡的原因還需持久攻關——弄清楚2017年廣州的“5·7”暴雨，氣象團隊花了兩年多時間。
暴雨究竟能預報嗎？為何暴雨的精準預報如此之難，有多難？
早在20世紀初期，中國科學家就開始研究中國暴雨。但暴雨成因各不相同，難以制定出“暴雨模板”。用中央氣象臺首席預報員陳濤的話說，極端天氣事件發生機率小，越極端的天氣，預報起來就越難。
河南暴雨有“特殊性”
7月21日，中央氣象臺、河南省氣象臺解讀了此次河南暴雨的成因。據介紹，副熱帶高壓、大陸高壓、颱風“煙花”等多種因素，共同造成了此次河南持續性的特大暴雨過程。
新京報記者瞭解到，此次河南極端暴雨有其“特殊性”。
據中國氣象科學研究院研究員羅亞麗表示，雖然尚未深入研究，但可確定，與她之前研究過的安徽、廣東暴雨都不相同。“高低緯度環流形勢配合，颱風尚在洋麵上、強度也不弱，水汽輸送能力很強，地形如同一個‘錨’一樣將上升氣流穩定住。”
羅亞麗還表示，鄭州的“下墊面”——即大氣與固態地面或液態水面的分介面——具有一定特殊性，“城市是一種相對新的下墊面型別，使得地面熱力作用更強，在水汽充足的情況下很可能加強降水，也使得滲水能力降低，在極端降水之下更加脆弱。”
不過，無論此次河南特大暴雨過程，還是中國其他地區的極端性暴雨天氣，要詳盡研究其發生原因，還需要持久攻關。
暴雨事件是多尺度天氣系統和宏微觀物理過程相互作用的結果。在氣象預報員的眼中，此次河南暴雨一些因素是“清晰”的，比如西太平洋副熱帶高壓和大陸高壓的穩定維持、颱風“煙花”提供豐沛水汽、河南的特殊地形因素等。
儘管環流形勢等“大方向”整體穩定、清晰，其中的小尺度對流系統卻難以判斷作用——它的“小”，可能只有一兩百公里、生命週期只有幾個小時，僅靠當前的數值預報模式，預報專家們難以判斷其作用。
羅亞麗說，她和她的團隊曾用了兩年多時間，才把2017年廣州“5·7”暴雨案例研究得比較明白。
每場暴雨都是“不同的”
根據中國氣象局的定義，24小時總雨量達到或超過50毫米，即可稱為暴雨。但暴雨是在24小時均勻下完，還是短時間內“傾盆而下”，帶給公眾的觀感，對社會執行、安全生產等方面的衝擊都會不同。
暴雨下在哪裡，是城市還是相對“脆弱”的鄉村，局面也會迥然不同。
羅亞麗最初研究暴雨，是從2007年7月7日-8日的安徽暴雨開始的。她發現這場暴雨屬於“梅雨鋒暴雨”，靠季風輸送了充沛水汽。但是並沒有那麼“簡單”——在梅雨鋒上存在明顯的擾動，對暴雨的發生起著很大作用。
在羅亞麗隨後的研究中，2013年5月10日，廣東陽江的某次暴雨，區域站監測到1個小時下了190毫米，但天氣系統“小得可憐”。
在廣州“5·7”特大暴雨中，上岸氣流在深夜潛入，風很弱，也沒有冷暖空氣對峙，數值試驗發現其降水之所以極端，與“城市下墊面”即低層大氣運動的邊介面關係密切。
我國地域遼闊，不同區域常出現的暴雨，型別也不同。如華南前汛期暴雨、江淮流域梅雨鋒暴雨、西南低渦暴雨、華北低槽和低渦暴雨、東北冷渦暴雨以及沿海臺風暴雨等。如果與相同氣候區中的其他國家相比，我國暴雨強度很大，不同時間長度的暴雨極值均很高。
暴雨越“極端”，預報就越難
我國暴雨多發，卻很難以一套既定的模板“套用”每一次極端事件。
在今年鄭州站出現極值之前，1小時降水極值是1975年8月“75·8”暴雨中河南林莊的198.3毫米，24小時降水極值為1963年9月10日臺灣地區的1248毫米。這些數值在世界上都是“數得著的”。
多年來，得益於日漸完善的氣象觀測系統、高解析度數值預報模式預報系統的發展以及諸多先進科研成果的業務化應用，我國暴雨研究和預報不斷取得進步。但在本質上，大氣運動的“混沌性”決定了天氣預報必然會有一定程度的誤差。
中央氣象臺首席預報員陳濤表示，暴雨因其局地性、突發性和活動規律多變等特點，其形成機制迄今尚未被研究透徹，依然是全世界氣象領域的一道難題，要預報像鄭州這樣1小時超過200毫米的極端暴雨，更是難上加難。
越是極端的暴雨，發生機率越小，預報越難。
中國工程院院士李澤椿也表示：“特大暴雨不僅要有非常充沛的水汽，要有強烈的垂直上升運動把水汽變成大水滴降落下來，還要有周圍多種天氣條件與之配合。”
我國預報暴雨的主要手段，除了利用數值天氣預報模式產品，還要結合預報員自身的知識經驗。像陳濤這樣長期“釘”在值班室的預報員，他們不僅以業務人員的身份存在，同時也是科研人員。
在陳濤看來，現階段專家型預報員需要對暴雨形成過程具備敏銳深邃的洞察力，從海量觀測和預報資訊中分析預報關鍵影響系統及其與未來暴雨發生時間、地點和降水量的關聯，及早發現天氣系統預報偏差，凝練關鍵預報因子，藉助各類現代化預報技術，最終形成對重大暴雨過程的正確預報意見。
“希望更好地利用氣象預報預警做好各項準備”
早在20世紀初期，中國科學家就開始研究中國暴雨，攻關暴雨預報難題，最根本的途徑就是加強對大氣變化的精密監測和提高數值預報的精準度。
不過，數值預報模式的改進既不能一蹴而就，也牽涉對暴雨發生發展機理有待深入認識等諸多問題。“數值預報是基礎，要在實踐中提煉出科學問題，大膽創新。”羅亞麗說。
改進數值預報模式，並非一味提高解析度就可以。解析度越高，對地形等的刻畫越精細，對數值預報模式的演算法要求就越高，如果不對演算法做調整，模式執行可能就“崩”了。
“目前我們的發展方向是對流可分辨的集合預報。”她說，這正在成為新一代數值預報系統的重要部分。
面對中國暴雨這一科學難題，從氣象業務科研部門從業者，到大氣科學研究專家學者，還將繼續密切配合，藉助科技創新發展，持續不斷地開展攻關。
這些年，李澤椿還很關心面向公眾和決策者的科普。防災減災離不開氣象，老百姓也離不開氣象。“希望提高人民群眾科學素養，強化決策者的防災減災意識和提升能力，更深入瞭解暴雨預報如何做出、難度在哪兒、風險多大，更好地利用氣象預報預警做好各項準備和安排。”他說。
新京報見習記者 王景曦
編輯 張磊 校對 李銘