气候变化可能会增加巴基斯坦的强降雨

一、巴基斯坦气候概况
巴基斯坦属高温干燥的亚热带气候,南部属热带季风气候,受印度季风影响较为显著。由于有大面积的沙漠分布,所以热带沙漠气候面积也很广。由于国内地形多样,局部地区又表现出不同的气候特征:北部海拔较高,低温干燥,高山终年积雪;西部伊朗高原地区温差较大,日照充分;东南部平原地区炎热潮湿,属热带气候。全国年平均气温27℃,5月开始进入夏季,最热的6、7月最高气温可达40℃以上,9月逐渐转凉。降水稀少,年降水量少于250毫米的地区占全国总面积的四分之三以上,夏季是全国大部分地区降雨最多的时候。主要气象灾害有干旱、高温、暴雨等。首都伊斯兰堡属于亚热带气候。日温差较大,夏天比较炎热,最高气温可达40℃以上,冬天平均最低气温在3℃左右。年降水量1142毫米,7、8月降水量较大,占年总量的51%。
表1 伊斯兰堡常年各月平均气温与降水量
二、2022年巴基斯坦暴雨洪涝
2022年6月中旬以来,巴基斯坦频繁发生强降水过程。据气象监测数据显示,2022年6月中旬以来,巴基斯坦大部地区累计雨量达500~800毫米,部分地区超过1000毫米,较常年同期明显偏多。据巴基斯坦气象部门报告,6月全国降水量较常年同期偏多68%,7月偏多180%,8月偏多243%,其中7月和8月降水量均为1961年以来历史同期最多。尤其是南部的俾路支省(Balochistan)和信德省(Sindh),7月降水量较常年同期分别偏多450%和307%,8月更是分别偏多590%和726%。信德省的Padidan站8月降水量高达1228.5毫米,其中8月19日降水量为355.0毫米,分别创下月和日降水量最多纪录。
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7月13日08:00(北京时)开始巴基斯坦北部地区出现强对流和降水过程。对流系统在20:00强度发展到最强,FY-4A气象卫星长波红外增强图显示,巴基斯坦中北部出现较强的对流云团,对流中心云顶温度低于-70℃。
FY-4A气象卫星云顶高度和云类型产品显示,对流云团云顶高度较高,对流中心云顶高度可达18km 以上,云相态主要以厚冰云为主。此次对流云团在7月13日20:00之后逐渐向西南发展,强度逐渐减弱,强对流和降水过程持续到14日凌晨。FY-4A气象卫星估计降水量累积分布图显示,该对流系统造成了较强的降水过程,对流中心累积降水量超过300mm。
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利用2022年7月17日-27日的风云三号D星MERSI 250米空间分辨率数据提取巴基斯斯坦俾路支省、信德省和旁遮普省部分区域的地表水体,进行多天的最大水体空间分布信息合成运算,并与卫星遥感背景土地覆盖数据叠加分析可以看到,在俾路支省、信德省和旁遮普省都存在较多的洪涝水体分布。经估算,可视区域内洪涝水体(红色)影响面积约为4100平方公里。其中,洪涝水体影响耕地的面积约为1920平方公里,影响草地的面积约为1088平方公里,影响荒地的面积约为1080平方公里,影响城镇和林地等土地覆盖类型的面积约为12平方公里。
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多源气象卫星遥感资料结果分析显示,8月中下旬巴基斯坦俾路支省、信德省、旁遮普省和西部边境省都存在明显洪涝,特别是信德省、旁遮普省和俾路支省的洪涝水体影响范围大。巴基斯坦受洪涝影响的面积约为4.1万平方公里。与卫星遥感背景土地覆盖数据叠加融合分析表明,洪涝影响耕地面积约为2.21万平方公里,影响草地面积约为1.22万平方公里,影响林地面积约为180平方公里,影响城镇面积约为120平方公里。
三、暴雨洪涝气候影响与成因
极端强降水加之冰川融水性洪水造成了巴基斯坦发生严重的洪涝灾害,部分地区山洪和泥石流频发。巴基斯坦政府估计,全国约有3300万人受到降雨、洪水和山体滑坡等影响,基础设施、房屋、农田和牲畜遭到破坏。巴基斯坦国家灾害管理局9月10日表示,强降雨在巴基斯坦引发的洪水等各类灾害已造成1396人死亡、12728人受伤。9月中旬巴基斯坦有三分之一国土被洪水淹没,有5563公里公路和243座桥梁损毁,超过142万座房屋倒塌或部分毁坏;主要农作物棉花有45%被洪水冲毁,水果、蔬菜和大米等其他农作物也遭受巨大损失;预计此次洪涝灾害造成的经济损失可能超过100亿美元。巴基斯坦上千万民众流离失所,巴基斯坦政府8月25日宣布进入国家紧急状态
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巴基斯坦气象部门表示,这是自1961年有记录以来最潮湿的8月,70多个地区被宣布为“灾区”。全国降雨量比平均水平高出243%。印度河横贯全国数千平方公里,而当地强降雨还引发了城市山洪、山体滑坡和冰川湖溃决洪水。
随着洪水水位继续上升,预计人类和社会经济损失将增加,该国的水坝面临巨大压力。联合国人道主义事务协调办公室(OCHA)于 8 月 30 日发出紧急呼吁,要求提供 1.603 亿美元,以帮助季风洪水的受害者。联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在 9 月 9 日至 10 日访问巴基斯坦时说,只能想象水流向村庄、道路、桥梁和沿途的一切事物时的力量和凶猛,这显然是极其可怕的一堵水墙;没有哪个国家应该遭受这种命运,尤其是像巴基斯坦这样几乎没有为全球变暖做出任何贡献的国家
2022年夏季巴基斯坦出现长时间暴雨洪涝的原因:
一是亚洲季风环流系统的异常。印度季风偏强,西太平洋副热带高压强劲西伸,中高纬度乌拉尔山阻塞高压东侧西南东北向横槽维持,孟加拉湾水汽沿印度季风槽向西北输送。印度夏季风环流和东亚夏季风环流的协同作用,西太平洋副热带高压异常强大偏西,导致孟加拉湾地区东部的水汽改变传统东传路径,折向印度北部和巴基斯坦输送。7月上旬在印度东北部到巴基斯坦形成强盛的水汽输送带和辐合中心,印度夏季风偏强,7月2日,印度季风前沿快速推进到巴基斯坦西部,较常年偏早1周。
二是热带中东太平洋拉尼娜进一步加强沃克环流。春季拉尼娜事件并未衰减,反而继续增强,并一直延续整个夏季。使得热带印度洋和南海-西太平洋对流活动加强,进一步加强沃克环流。通过热带与热带外大气相互作用、经圈环流(哈德莱环流)影响北半球副热带环流系统。
三是全球气候变暖的综合影响。WMO依据世界气候变化归因小组科学家国际团队的快速析,人为因素可能增加了巴基斯坦大部分地区的强降雨,使得极端降雨量增加了50-75%,一些气候模型表明这种增加可能完全是由于人为气候变化造成的,尽管结果存在相当大的不确定性。另巴基斯坦4-5月遭受了高温热浪袭击,冰川融水和冰湖溃决洪水大量涌入印度河支流,这也是导致洪涝的因素。
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四、历史上暴雨洪涝个例
2010年夏季,巴基斯坦迎来了1929年以来史上最为严重的暴雨洪涝灾害,并具有三大特点:
累计降水量大。7月中旬至8月下旬,巴基斯坦共出现了五次显著强降水过程,大部地区累计降水量在100毫米以上,近60%观测站的降水量有200~600毫米,其中卡姆拉(843毫米)、里萨尔布尔(794毫米)、穆里(770毫米)、锡亚尔科特(778毫米)、拉沃拉果德(639毫米)、杰拉德(618毫米)等地超过600毫米。与常年同期相比,巴基斯坦大部地区降水量偏多8成至3倍,局部地区偏多甚至高达4~8倍。
降水强度强。五次暴雨强降水过程中,以7月27日至8月10日的强降水过程强度最强、影响范围最广,巴基斯坦超过50%的观测站出现了暴雨(日降水量大于50毫米),超过30%的观测站出现了大暴雨(日降水量大于100毫米),近5%的观测站出现了特大暴雨(日降水量大于250毫米)。7月29日,巴基斯坦西北部出现了特大暴雨,最大日降水量高达280毫米。强降水区域主要集中在巴基斯坦北部和中部地区。
暴雨洪涝灾情重。在40多天的时间内暴雨洪涝灾害致使贯穿巴基斯坦全境的印度河普发洪水,洪灾从西北部的开普尔-普什图省向南蔓延至旁遮普省、信德省、俾路支省以及北部的巴控克什米尔部分地区,绵延1000多公里,超过四分之一国土面积受淹。灾害造成至少1600人死亡,超过55万公顷农田被淹,80%的粮食储备被洪水吞噬;电力、水力、交通设施损毁严重,直接经济损失可能高达40~60亿美元,占该国GDP的2%~3%。
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从大气环流的强度上可以清晰地看到,无论是对流层高层还是低层,2022年乌拉尔山阻塞高压和印度季风低压均明显强于2010年。因此,结合气象灾害的影响,2022年巴基斯坦暴雨洪涝为1929年最为严重的洪涝灾害。值得注意的是,2010年8月北高南低的环流系统异常配置,使得俄罗斯森林大火与巴基斯坦暴雨洪涝共存,呈现一遍是火焰,一边是海水的景象;2022年北高南低现象更加突出,巴基斯坦暴雨洪涝更加突出,推测俄罗斯欧洲区的干旱形势更加严峻。受气候变化的影响,全球每变暖一摄氏度,印度次大陆在季风期间的降水量可能就会增加5.3%。这是因为,随着大气温度的升高,其承受湿度的能力也会上升。
五、灾害应对与未来风险研判
巴基斯坦政府和联合国9月在伊斯兰堡和日内瓦同时启动了“2022年巴基斯坦洪水应对计划(FRP)”。FRP是在毁灭性的降雨、洪水和山体滑坡的背景下启动的,侧重于520万人的需求,拯救生命的响应活动总额为1.603亿美元,涵盖粮食安全、农业和牲畜援助、住房和非粮食项目、营养计划、初级卫生服务、保护、水和卫生、妇女健康和教育支持,以及流离失所者的庇护所。
FRP强调了人道主义需求、巴基斯坦政府与联合国和其他伙伴合作应对这些挑战所采取的努力和步骤,并制定了一个协调良好和包容各方的行动计划,以应对受影响的人。继续以慷慨和同情的态度收容超过300万阿富汗人,与以往一样,至少42万名生活在受洪水影响地区的难民被纳入FRP
联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯在他的视频信息中分享说,“巴基斯坦人民面临着数十年来最严重的暴雨和洪水的无情影响”。联合国驻地和人道主义协调员表示,超级洪水是由气候变化驱动的,原因是国际性的,因此应对措施需要国际团结,国际社会需要与巴基斯坦人民站在一起。巴基斯坦规划部长强调,巴基斯坦对整体碳足迹的贡献微不足道,但仍是易受气候变化影响的前十名国家之一,并且在2022年春季经历了高温等极端天气事件。海浪、森林大火、冰川溃决洪水,以及灾难性季风洪水。
在不同排放情景下,巴基斯坦未来平均温度将显著上升。在低排放情景下,21世纪巴基斯坦冬季、夏季和年平均温度上升趋势在0.10~0.15℃/10a之间;在中等排放情景下,冬季升温趋势较夏季和年平均更为显著,大部分地区升温在0.25~0.30℃/10a之间;在高排放情景下,升温趋势将更加明显,趋势值在0.60~0.70℃/10a之间。随着时间的推移,气候变暖趋势逐渐加剧。巴基斯坦未来降水整体呈增加趋势,但增加趋势不明显,大部分地区趋势值在1~2%/10a之间。
巴基斯坦冬季、夏季和年平均极端高温将上升0.10℃/10a左右,与平均温度类似,季节差异较小;高排放情景下,极端高温的升温幅度将更加明显,趋势值在0.5~0.6℃/10a之间。与极端高温的变化相比,未来极端低温的上升趋势更加显著,其中高排放情景下,整个巴基斯坦地区冬季和年平均极端低温上升趋势均超过了0.5℃/10a。从不同时段的变化来看,21世纪中叶(2040‒2060年),巴基斯坦极端高温将上升1-2℃左右,21世纪末期(2080‒2099年)将会上升5-6℃左右;与极端高温的变化相比,极端低温的上升幅度比极端高温的上升幅度要更为显著。
随着全球气候变暖,未来巴基斯坦地区高温热浪事件可能会频繁发生,导致中暑、热疾病发病率与超额死亡率增加。在高排放情景下,未来巴基斯坦将位于高温风险最高的地区。同时,极端强降水和干旱强度可能增强,使得气候极端性加大。
六、对策建议与启示
我国和南亚同属全球气象灾害多发区和脆弱区,巴基斯坦此次严重暴雨洪涝灾害对我国的防灾减灾工作有着重要启示意义。面对未来更加频繁的暴雨洪涝灾害,需要积极应对气候变化新常态。为此建议:
一要加强对气象灾害特点和演变规律的研究,提高防灾减灾能力。巴基斯坦这次暴雨洪涝灾害致灾成因复杂且相互关联,多因子复合放大作用突出。在全球气候变暖的背景下,大气环流特征、气象灾害特点也在发生相应的变化,需要持续开展对气象灾害特点和演变规律的研究,不断完善气象灾害预警联防体系,提高防灾减灾和气象灾害风险管理的能力,提升气象灾害预报、预测和早期风险预警能力。
二要加强《气象灾害防御条例》的执行力度,开展暴雨洪涝等气象灾害风险区划,提高应急防范能力。继续推进气象灾害防御条例的贯彻落实,健全完善政府领导、部门联动、社会参与的工作机制,提高全社会防灾减灾的应急防范能力。依据气象灾害风险区划,科学规避暴雨洪涝高风险区,减少高危险区域的暴露度。
三要强化预警联动机制建设,加强防御局地突发性气象灾害的能力建设,提高极端灾害公众防御意识。加强中小河流和地质灾害高发区域的气象监测预警能力建设,完善气象灾害应急预案、建立综合协调机制,强化预警和响应衔接联动,将气象灾害及风险预警纳入应急响应启动条件。通过各种方式加强防灾减灾科普宣传,提高社会公众应对气象及次生衍生灾害的自我保护意识。
致谢:部分内容来自WMO和国家卫星气象中心网站。