张 强 殷丽霞
看寒来暑往，云卷云舒，思古往今来，气候多变。近一个世纪以来，随着全球快速工业化与城市化进程的加快，人类排放的温室气体不断增加，地气系统能量吸收与发射的平衡被破坏，多余热量在地气系统持续累积，导致大气温度接连上升，从而造成全球气候显著变暖。这种全球气候显著变暖现象对人类的影响是深远而深刻的，联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告中已明确指出，随着全球气候变暖，全球旱涝事件将会进一步加剧。
张强教授参加2023年银川中-阿气象高质量合作发展论坛
近年来事实也一再验证着这一科学推论。比如：2021年“7.20郑州特大暴雨”，郑州累积平均降水量449毫米，73站累积降水量超过500毫米，单站最大降水达875毫米，多个站日降水量超过有气象记录以来极值，郑州本站最强小时降雨量达201.9毫米，超过我国陆地小时降雨量极值。而在2022年夏季，我国又出现了波及整个长江流域的极端干旱高温复合事件，特别是长江流域的川渝地区遭遇了前所未有的极端干旱高温复合灾害的侵袭，造成电力供应严重短缺，让人们再一次感受到了极端干旱事件的巨大影响。还有，在2023年7月，我国北方地区又出现了罕见的持续性强降雨天气，京津冀地区尤为严重，这次暴雨天气强度、持续时间、影响范围均十分罕见，给当地居民的生活和财产带来了严重的影响。不仅如此，就连气候干燥的西北地区近年来也暴雨频发，比如：2022年7月15日，甘肃省庆阳市遭遇特大暴雨洪涝灾害，庆城县出现最大降水量373.1毫米，小时最强雨量达84.9毫米。2021年7月，我国最干旱的区域塔克拉玛干沙漠也出现了极端暴雨事件，昔日寸草不生的沙海一夜之间变成了一片汪洋。
为什么随着气候变暖，极端旱涝事件会如此频发、而且旱涝急转情况也越来越多呢？虽然，这其中的机理十分复杂，不可能通过一篇文章说得清楚。不过，可以通过一些简单的道理及借用一些形象的比喻来比较清楚地说明其中的核心道理。
我们都知道，事实上，空中的水汽是不会直接降到地面的，它只有在水汽压达到饱和水汽压时，才会凝结成液体水滴，并在不断增长到一定程度之后掉落下来形成降水，所以对降水而言空中水汽压何时达到饱和水汽压是很关键的环节。根据饱和水汽压的CC方程，大气饱和水汽压随着温度增加会接近指数增长，大约大气对流层的温度每升高1℃，其饱和水汽压就会提高7%左右。所以，如果当二氧化碳浓度加倍时，对流层的温度会升高3℃，与之相对应的饱和水汽也将会增加20%左右。所以，在现实中，随着气候变暖，对流层大气的饱和水汽压会显著增加，这意味着对流层大气的持水能力会明显增强，这会使对流层大气达到饱和的过程更漫长，而且一旦达到饱和后大气中蕴含的水汽却会更多，这样往往就会出现较长时间不容易下雨，从而造成干旱，而一旦达到饱和条件就会很快下会雨，并且会下更大的雨。
这就如同天上的云像一个“盛水盆”一样，装水的过程实际上是无降水时段，每当水盆装满后，水就会倾倒下来，从而出现降水天气。而气候变暖导致的大气饱和水汽压增大，就好似使大气中的云“水盆”逐渐变大了一样，可以装的水也随之增多了，所以装满水过程所需要的时间也更长了。云“水盆”一般不太容易装满水，在没有装满水的较长时段内不会向下倾倒，而一旦装满就很快有更多的水倾倒下来。正因为如此，气候变暖会造成极端干旱与洪涝事件同时增加及旱涝急转事件普遍发生。
如今，气候变暖对极端旱涝事件的影响正在改变着我们以往对旱涝事件分布特征和变化规律的认识，也极大增加了旱涝预报预测的不确定性，甚至由于缺乏未来可能出现的极端旱涝事件的训练样本，对人工智能（简称：AI）技术预测极端旱涝事件的技术也提出了很大的挑战。我们迫切需要发展气象大数据形成的对云“水盆”结构水精密监测技术及地球系统模式与AI 技术相结合的对云“水盆”变化精准预报预测，来不断提升对极端旱涝事件的监测预警技术水平，以增强应对极端旱涝灾害的能力。
（第一作者系甘肃省气象局总工程师、研究员，第二作者系甘肃省气象局高级工程师）
第一作者简介：张 强：现任甘肃省气象局一级巡视员/总工程师/二级研究员、甘肃省气象学会理事长、中国气象学会干旱气象专业委员会主任、中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室主任，兼任复旦大学、南京信息工程大学和中国气象科学研究院等单位博士生导师及博士后合作导师，担任《干旱气象》主编、《高原气象》副主编及《气象学报》等学术期刊编委。长期从事干旱气象、陆-气相互作用和区域气候变化研究，主持完成包括国家“973”、国家科技支撑计划、国家科技攻关和国家自然基金重点项目等13项国家级课题或项目。成果发表专著或编著十余部，以第一或通讯作者发表高水平论文240余篇，论著被引用万余次，多篇论文被评为高影响论文。成果获省部级以上科技奖励20余项，其中国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖5项，成果还获2022年中国生态环境十大科技进展和2项中国气象局优秀气象科技成果。个人荣获首届全国创新争先奖、第五届杰出工程师奖、全国优秀科技工作者等荣誉和奖励，入选国家新世纪百千万人才、科学中国人年度人物、甘肃省第一层次领军人才及中国科协中国科学家精神首批宣讲专家和甘肃省首届科普专家等。
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