出品：科普中国
作者：半懒不懒（中国科学院大气物理研究所）
监制：中国科普博览
图片来源：中国新闻周刊
在刚刚过去的2024年6月，河南数次因为大旱登上热搜。河南省应急管理厅防汛抗旱处表示，2024年5月，河南省降雨量比正常情况少70%以上，且50%以上的气象监测站点达到了中旱以上等级。2024年6月12日河南16个地市监测到气象干旱达到重旱等级以上，并持续10天。
图片来源：国家气候中心
河南：难！一波未平，一波又起
极度的干旱下，是焦灼的农民和待哺的庄稼。在2024年6月15日夜里和6月20日夜里，河南部分地区终于等来明显降雨，并于2024年22日解除了抗旱四级应急响应。正当大家以为久旱逢甘霖、旱情终于缓解之时，却没想到一波未平一波又起，一场新的危机已经暗中孕育。
图片来源：河南气象
2024年6月中下旬到7月，随着主雨带北抬，河南迎来了数次暴雨，仅7月14日8时至18日8时，全省平均降水量达到了117.2毫米，降水量最大的社旗县大冯营更是达到了867.1毫米。南阳社旗国家气象观测站2024年7月15日20时至16日06时降雨量达到418.6毫米，大幅打破当地日雨量纪录。7月17日，河南已经处于重大气象灾害（暴雨）一级应急响应状态。2021年河南郑州特大暴雨刚过去3年，沉痛犹在，河南，又一次因为极端暴雨上了热搜。
图片来源：河南省气象台
暴雨后的河南社旗县村庄
（图片来源：央视新闻）
旱涝急转：患寡而患不均
从大旱到大涝，河南仅用了不到一个月的时间。这就是旱涝急转现象。
旱涝急转是指区域气候在同一季节内旱涝交替出现的情形，即短期内降水的剧烈变化和极度不平衡，包含旱转涝事件和涝转旱事件。简单的来说，就是一定时间内降水的不均匀分配，主要发生在春季、夏季及其交接期。相较于单独发生的旱或者涝异常，这类复合型事件虽然发生概率低，但对生产生活和防灾减灾等构成的威胁，更为巨大。
过去40年中国的旱涝急转频率分布:(a) 旱转涝事件和(b)涝转旱事件
（图片来源：参考文献1）
2011年中国长江中下游地5-6月发生的旱涝急转致使3394.7万人受灾，直接经济损失293.6亿元，为当年十大天气事件之一。2023年6-7月，华北地区降水偏少，多地发生不同程度干旱；8月初，华北大部分地区出现极端暴雨，仅北京市有129万人受灾，33人死亡，农作物受灾面积达1.5万公顷。
这种急速的变化不仅影响农作物生长。前期的持续干旱会使得土壤水分流失，削弱吸水能力，在面对突如其来的暴雨时，雨水会更容易在地面聚集。带来的地质灾害滞后性效应，可能引发城市内涝、山洪及公路沿线边坡塌方、滑坡等次生灾害，因此旱涝急转虽然发生频率低，但致灾性往往在前列。
7月，为什么是北方的眼泪？
其实不仅是河南，我国旱涝急转事件时有发生，多集中在中国中东部和东北部，淮河流域、黄河流域和长江流域。
1961—2021 年旱涝急转事件频次空间分布
（图片来源：参考文献2）
在这次河南被暴雨袭击时，隔壁的山东也在“受苦受难”。2024年7月以来，山东全省平均降水量较常年同期偏多392.9%。仅7月6日至9日，山东降水量超过250毫米的站达167个，临沂坊前降水量最大达607.6毫米，多地单日雨量打破历史纪录。
图片来源：中国天气
由于受季风气候和复杂地理环境影响，气象条件变化是重要的驱动因素。大气环流形势、海面温度异常及暖湿气流向北输送异常耦合作用，都会影响旱涝急转事件的出现。例如，长江中下游、西南地区旱涝急转主要与中高纬地区的高空西风、中低纬地区的西太平洋副热带高压位置以及低纬度地区的水汽输送条件有关系。
影响旱涝急转的主要因素
（图片来源：参考文献3）
为何我们总在7月听到北方暴雨的消息呢?这是因为受到西太平洋副热带高压（简称“副高”）的影响，北方暴雨最容易发生在“七下八上”的防汛关键期。
图片来源：中国气象报
对2024年而言，叠加了全球变暖和厄尔尼诺事件的影响，上半年北方地区(除东北之外)区域气温明显偏高。随着副高加强北抬，并维持在黄淮地区，西南暖湿气流就随着副高边缘不断向北输送，形成河南一带高温高湿的形势，又在这里与来自北方的南下冷空气（是的，即使在酷夏也有冷空气南下）相遇，地形抬升结合截然不同脾气的冷暖空气打架，就容易产生暴雨并维持，造成了这里的旱涝急转现象。
未来：越来越多的旱涝急转现象
值得注意的是，在气候变化的大背景下，我国旱涝急转事件呈现增加态势。
1961—2021 年中国受旱涝急转事件影响范围及趋势
（图片来源：参考文献2）
一方面，随着温室效应增加，全球气温升高，导致地表蒸发加剧，中等强度降水和弱降水减少，导致干旱风险增大。因此，未来遭受干旱频率和严重程度增加的区域总面积将随变暖加剧进一步扩大。
20世纪中叶以来极端热事件的变化与归因，分别是北美包括NWN（北美西部‒北部地区)、NEN（北美东部‒北部地区)、WNA（北美西部)、CNA（北美中部)、ENA（北美东部);中美包括NCA（中美北部)、SCA（中美南部)、CAR（加勒比海);南美包括NWS（南美西部‒北部地区)、NSA（南美北部)、NES（南美东部‒北部地区)、SAM（南美季风区)、SWS（南美西部‒南部地区)、SES（南美东部‒南部地区)、SSA（南美南部);欧洲包括GIC（格陵兰/冰岛)、NEU（欧洲北部)、WCE（欧洲中西部）、EEU（欧洲东部)、MED（地中海);非洲包括MED（地中海)、SAH（撒哈拉)、WAF（非洲西部)、CAF（非洲中部)、NEAF（非洲东部‒北部地区)、SEAF（非洲东部‒南部地区)、WSAF（非洲南部‒西部地区)、ESAF（非洲南部‒东部地区)、MDG（马达加斯加)；亚洲包括RAR（俄罗斯北极地区)、WSB（西西伯利亚)、ESB（东西伯利亚)、RFE（俄罗斯远东地区)、WCA（中亚西部)、ECA（中亚东部)、TIB（青藏高原)、EAS（东亚)、ARP（阿拉伯半岛)、SAS（南亚)、SEA（东南亚);澳大拉西亚包括NAU（澳大利亚北部)、CAU（澳大利亚中部)、EAU（澳大利亚东部)、SAU（澳大利亚南部)、NZ（新西兰);小岛国包括CAR（加勒比海)、PAC（太平洋小岛国）。
（图片来源：参考文献4）
水循环示意图
（图片来源：参考文献5 ）
另一方面，大气保持水分能力增强，水循环将持续增强。全球变暖每增加1℃,近地面大气持水能力即增加约7%。在全球尺度上，表现为总降水量增加与降水极端性增强，洪涝风险增大。
20世纪中叶以来强降水事件的变化与归因
（图片来源：参考文献4）
进一步的，全球湿润区（主要包括热带、季风区、中高纬地区）因总降水增多而变得更湿润的同时，降水在时间上的分配也将变得更不均匀，干湿时期间的波动将更剧烈。
结合降水平均态和变率变化划分的降水变化型式，填色为降水变率变化与平均态变化的比值
（图片来源：参考文献6）
这种区域性干旱事件与极端降水事件同时增多、增强的趋势，导致未来更容易出现“大旱之后必有大涝”这种现象。
对我国而言，夏季旱涝急转将更加频繁，春季旱涝急转将在中国大部分地区显著增加。华北平原作为中国人口最稠密的地区，也是中国最大的农业产区，预计将有越来越多的旱涝急转事件发生，且强度增强。
中国10个气候区(a涝转旱事件和(b) 旱转涝事件在不同季节的面积加权平均值的预估变化。该值大于0表示预计旱涝急转事件发生的频率会增加，小于0表示预计DWAA事件发生的频率会减少。
（图片来源：参考文献7）
河南：是缩影，也是代表
为什么我们要将河南单拎出来讲？
“一部河南史半部中国史”。河南的苦与泪是千千万万我国受到极端天气影响的人们，特别是农民的缩影。
河南作为产粮大省，贡献着全国十分之一的粮食，是当之无愧的粮仓。粮食的收成更是直接决定着农民的生存。但位于南北过渡带的它，总是既饱受水灾又饱受旱灾，遭遇了太多苦楚。
仅2021年7月中下旬河南省发生的极端强降雨就造成了全省1453.16万人受灾，302人遇难，倒塌及损坏房屋累计784265间，直接经济损失1142.69亿元。
数字背后，是6月顶着高温引水灌溉，拼命抗旱的人民，和7月无力地被一场场暴雨淹没的田地。极端天气的增多是血淋淋的现实，它已经不是口号，确切地影响着千千万万人民的生存。
因为不仅是对河南而言，还是任何遭受极端天气影响的地区而言，不仅是农村，大型城市的韧性建设也是必须要重视的。
暴雨中的河南
（图片来源：中国新闻周刊）
值得庆幸的是，我国一直坚持人民至上、生命至上的原则。在每一次极端灾害发生后，都会在第一时间采取有效救援避险措施，帮助做好受灾群众基本生活保障等救灾救助工作。
河南南阳社旗县李店镇青台村救援现场
（图片来源：央广网）
随着我国综合防灾减灾能力的提升，即使极端灾害在增加，受灾人口也呈现出下降趋势。
2002-2022 年逐年中国受灾人口情况和中国直接经济损失情况
（图片来源：参考文献7）
但是我们仍要警醒，极端灾害对我国，甚至全球造成的直接经济损失并未因此显著降低。气象灾害将在很长一段时间内呈现出长期性、突发性、巨灾性和复杂性，而对极端灾害的准确预测依然困难。对个人而言，我们需要树立极端天气常态化的意识，提升防汛避险意识和自救互救能力，来适应气候变化带来的严峻挑战了。
参考文献
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8.2022 Global Natural Disaster Assessment Report-CN，应急管理部
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2024-08-20
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