郑州在20日一小时内降雨量超过200毫米，日降雨量突破有气象记录以来历史极值，图为7月21日郑州一小区楼下 | 图片：花姐
7月20日，河南省遭遇极端强降雨。降雨引发的洪水令市民措手不及，郑州地铁5号线被淹，大量市民因列车停运困在隧道内，地面雨水倒灌致部分车厢外水位高过头顶；郑州大学第一、第三附属医院等遭遇停电，病患和医护人员被困医院内。郑州在20日一小时内降雨量超过200毫米已经突破科学界、管理者和普通老百姓对暴雨的认知，已有的气象预警和城市应急管理在面对此番 “小概率” 事件时，有哪些已知和未知的问题需要厘清？《知识分子》访谈了多位气象学、应急响应和水文环境专家。
7月20日，郑州市多个国家级气象观测站日降雨量突破有气象记录以来历史极值。截至21日晚间17时，暴雨和洪涝已造成郑州至少25人死亡，7人失联，124万多人受灾 [1]。
造成如此惨重的损失，这场极端强降雨是怎么来的？对于预警是否给予了足够的重视？面对此类前所未见的极端天气，政府和民众应该如何应对？
已提前预警，但瞬时雨强预测是世界难题
此次暴雨强度在河南当地和全国乃至全世界范围都十分罕见。7月20日凌晨2时到7月21日凌晨2时郑州24小时降水量达622.7毫米，而中国气象上规定，24小时降水量250毫米以上即为特大暴雨 [2]。
其中，7月20日傍晚16至17时，郑州每小时降水量达201.9毫米，超过我国陆地小时降水量极值198.5毫米——这一降水量发生在1975年8月5日的河南林庄，即河南 “75·8特大暴雨”。“75·8” 暴雨的过程降雨量大于此次郑州的量，其暴雨中心泌阳林庄8月7日的降雨量达1005.4毫米 [3]。但郑州此次的短时强降水更大。
如此极端的强降雨究竟是什么因素导致的？中国气象局公共气象服务中心气象服务首席朱定真告诉《知识分子》，副热带高压带来的南面和东面的旺盛水汽，河南西部地形地势的抬升作用和天气系统稳定少动，都是发生暴雨的几个有利因素。
7月21日上午，河南省气象台副台长、正研级高工苏爱芳接受媒体采访时详细解释成因[9]：
一是大气环流形势稳定。西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持在日本海和我国西北地区，导致两者之间的低值天气系统在黄淮地区停滞少动，造成河南中西部长时间出现降水天气。
二是水汽条件充沛。7月中旬河南处于副高边缘，对流不稳定能量充足，18日西太平洋有台风 “烟花” 生成并向我国靠近。受台风外围和副高南侧的偏东气流引导，大量水汽向我国内陆地区输送，为河南强降雨提供了充沛的水汽来源，降水效率高。
三是地形降水效应显著。受深厚的偏东风急流及低涡切变天气系统影响，加之河南省太行山区、伏牛山区特殊地形对偏东气流起到抬升辐合效应，强降水区在河南省西部、西北部沿山地区稳定少动，地形迎风坡前降水增幅明显。四是对流“列车效应”明显。在稳定天气形势下，中小尺度对流反复在伏牛山前地区发展并向郑州方向移动，形成 “列车效应”，导致降水强度大、维持时间长，引起局地极端强降水。
面对如此极端天气，气象预报系统能够起到多少作用呢？对此，中央气象台首席预报员陈涛称，极端暴雨、极端高温仍是全球共同面临的难题，这种极端天气科学机制形成非常复杂，再落实到数值预报中，仍缺少有效手段进一步解决，这是气象工作者正在着手攻克的难关。[9]
但在7月21日的发布会 [9] 上，苏爱芳提及，河南省气象局7月13日就关注到了，14日开展了省地联合会商，已起草重要天气报告，15日报送省委省政府，第一份预警是7月16日9点50分发布的暴雨橙色预警信号；7月18日17:10发布暴雨黄色预警信号；7月20日早晨发布暴雨红色预警信号。
公开显示显示，相关气象部门的确在16日和17日已经发布预警，甚至明确预测此次降水会出现暴雨到大暴雨，即预测到24小时的降雨量超过200毫米，但为何未能改变郑州受灾情况？
“（虽然有气象预警）但具体到某个地点的瞬时雨量很难预测，因为天气系统的配置和地形地势的配合，雨的落区在20日集中在郑州地区甚少挪动，这些小尺度的变化，只能根据当时各地的实际情况密切跟踪修正。” 朱定真说。
华东师范大学地理科学学院教授殷杰长期从事极端天气分析、风险评估与应急响应的研究，“气象或降水预报虽然提示地区可能会有暴雨，但是没有想到极端到现在这种程度，它已经远远超出了河南历史上最大的1975年8月份那一次暴雨，极端情况超出了气象预报的经验范围，降水强度也超过了科学界、管理者和普通老百姓对暴雨的认知。”
殷杰指出，目前的预报水平在空间、时间和降雨量上都与实际情况有误差。
“首先空间上，比如说200毫米降雨实际就在郑州市中心，它预测的降水中心可能会是郑州郊区的某个地方；第二时间上也会有提前或者延后；第三降雨量上也会有变化，比如说昨天实际下雨可能那一个小时是超过200毫米，但预测的可能是100毫米甚至80毫米。”
应对极端天气，城市应急管理面临巨大考验
公开信息显示，早在7月19日21时59分，当地气象台已第一次发布暴雨红色预警，提示当时郑州市区局部降水量已达50毫米以上，预计未来3小时内累积降水量将达100毫米以上。彼时，郑州市防控指挥部的应急响应级别仍为较低的IV级。
据7月20日 “郑州发布” 更新的微博，响应级别在当日下午5时由Ⅱ级提升至I级。值得注意的是，7月21日，郑州发布最新的微博显示，应急响应级别于20日上午11时提升为Ⅱ级，而提升为I级的时间调整为下午4时。
尽管两条微博针对应急响应级别从Ⅱ级提升至I级的时间相左，但我们可以确定的是，对于这一极端天气的强度和影响，社会各界是始料未及的。
两条微博截图（点击查看大图）| 图源weibo.com
中国人民大学环境学院教授沈大军认为，郑州这场大暴雨小时降水量超过200毫米，这属于专业上的 “最大可能降水量（PMP，probable maximum precipitation）”，“面对这样的极端天气，大家都没有经验。”他说，从城市防洪防涝建设角度说，城市建设有相应的标准，如水利部门的防洪标准百年一遇、五十年一遇等，对郑州这样的大城市，其设计标准应该是百年一遇，如城建部门排水标准。“但很难为了千分之一（目前有报道认为是千年一遇）的小概率事件进行大范围的设计，投入太大，经济上也不合理。城市建设和管理更多考虑的是日常应急管理能力，如预报预警等。”7月20日，郑州地铁5号线五龙口停车场及其周边区域发生严重积水现象，致12人死亡，相关人员回应媒体是洪水倒灌入车站进入运行区致地铁在隧道内停运 [8]。不过，沈大军认为，很难单独从地铁设计上谈防洪，因为它属于城市防洪防涝体系的一部分，需要从整体性的角度去分析。一些城市地铁准备了防洪物资，如进站口的沙包等，能挡住洪水，但最关键的还是需要提高应急管理能力和尽快疏散、解救地铁人员。殷杰认为，郑州应急响应提升至Ⅰ级的时间已经晚于实际重大险情的发生时间。这一方面是因为极端天气预报难度大，导致不确定性增加，地方政府难以决策，另一方面也是因为贸然提升应急响应可能导致一些负面经济后果和社会反馈，使得政府官员在决策上相应滞后。“大概10天之前，京津冀地区以北京为中心也有一次强降水的过程，当时媒体都在说，第二天北京的学校不上课，单位人员尽量不上班。” 殷杰说。7月11日，在气象局发出暴雨黄色预警后，北京市教委发布微博提示7月12日中小学、幼儿园应停止返校活动，高校停止组织师生的户外调研、实习、聚集性活动。[4-5]“但（北京）那一次的降水预报估计降水量过高，实际的降水没有达到（预期）。”“从城市管理者的角度，启动一级响应涉及到各个部门、各个行业、学校停课和应急救援响应，如果做了决策，最后没有（发生）的话，你要承担舆论和各个方面的责任，他们也有他们的难处，”殷杰说，“但是现在回过头来想，还是应该过度想一想，应该把问题想得困难一点，想得大一点，比最后出事了好。”殷杰认为，此次政府应急响应以政府反应为主，在提前疏散和预警市民上准备不足，市民的警惕性也不高，可能是这次出现地铁被困等事故的原因。根据中国气象局发布的暴雨预警信号防御指南 [6]，在暴雨红色预警信号发布后，应停止集会、停课、停业。而在当地政府部门和气象部门发布的各类信息中，虽然出现类似提示，但并未有效传达至民众。郑州市气象局7月20日晚11时发布的红色暴雨预警信号 | 图源zhengzhou.gov.cn有民众质疑，气象部门红色预警后，其他部门是否能够及时接收信息和做出响应？
对此，殷杰解释，每当出现重大灾害情况，气象和水务部门的数据是共享的，理论上政府防汛抗旱指挥部和政府各机构、气象台之间每天定时会商，不同部门的领导和专家交流研判灾情，决定应对策略。“有时一天会有几次线上或线下的会商。” 他表示，停课停学的行政命令一般在Ⅰ级应急响应发布后触发。殷杰举例，如需要通知学校停课，则由政府办公厅发函给教育部门，再由教育部门给所属学校发文。但是发出红色暴雨预警的气象部门没有管理职权，只有建议权。“现在政府的应急响应缺乏真正实际可操作的预案，” 殷杰说，“你不知道真的面临灾害的时候，如何走、如何疏散、如何救援。这也是现在我们一直在努力，希望（政策上）能推动的东西。”殷杰还认为，防灾减灾的演练和教育不够到位，尤其在郑州这样不常经历洪涝灾害的内陆城市，“意识更薄弱”。相比之下，沿海城市如上海、浙江等地由于长期经历台风等水患，在市民预警方面相对及时。“从政府的应急部门，利益相关方到普通老百姓可能都不清楚，遇到了灾害的时候我们该怎么做，更多的就是政府让你干什么你干什么，但如果政府没有什么太多的指示或者响应措施，你可能完全就不知道该怎么做。” 他认为，尽管这次的情况突发且非常极端，但政府行政管理能力和应急响应能力的提升仍可以降低损失。《知识分子》查阅公开资料获悉，国家减灾委员会等机构也在推动灾害响应体系的建设，强调灾前预防的理念。2020年启动的第一次全国自然灾害综合风险普查就提倡在摸清灾害信息的基础上指导设定灾害防治标准[7]。中国气象局减灾与公共服务司司长王志华在接受新华社采访时说：“在未来，我们不仅可以告诉大家明天的天气怎么样，还可以告诉大家这样的天气可能会产生什么样的影响，在哪些地方致灾的风险大，推动灾害性天气预报向气象灾害风险预警转变。” [7] 参考资料（上下滑动可浏览）
[1]https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_13675662
[2]http://www.weather.com.cn/science/2014/09/qxbk/ct/2188011.shtml
[3]http://news.sina.com.cn/c/sd/2010-08-11/124620874467.shtml
[4]http://m.news.cctv.com/2021/07/11/ARTIui6tLhHPQbQaiYYgsSR9210711.shtml
[5]https://weibo.com/2418801567/Kof4uCyD5?from=page_1001062418801567_profile&wvr=6&mod=weibotime&type=comment
[6]http://www.zhengzhou.gov.cn/news1/5169586.jhtml
http://www.qxkp.net/qxbk/yjxhjfyzn/202103/t20210312_2948455.html
[7]http://www.gov.cn/xinwen/2021-05/19/content_5608447.htm
[8]https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_13673894?from=HOTQRCODE&hotContIds=13675121,13674974,13673553,13674709
[9]https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_13674989
