7月20日傍晚，当看到无数汽车漂在市区主干道的水面上，乘客被困于地铁进水车厢发帖求救的消息时，许多郑州市民才意识到，这不是一场普通的内涝。

对于这一次的强降水，并非没有天气预警。

从7月19日晚到20日16时30分前，郑州气象局和河南省气象台分别接连发布了5次级别最高的暴雨红色预警。只不过，暴雨预报仍属于世界性难题。目前的预报能力，只能预报局地强天气可能出现的范围，世界范围内暴雨预报准确率也就在20%上下。

这场强降雨依然暴露出多年以来，我们对中国北方暴雨的轻视和预报的薄弱。

北方暴雨精准预测之难

虽然郑州气象局发了5次“红警”，但想要对暴雨更精准的定点、定时、定量预报依然很困难。国家减灾委专家委员会委员、中国水利水电科学研究院防洪减灾研究所原所长程晓陶指出，这次在预报大雨时，一开始气象部门预测降雨中心在焦作，但最后实际是在郑州，稍有一些偏离。两地相距80多公里。

业内一位不愿具名的权威人士说，更关键的，要看中小尺度系统和天气尺度系统之间如何相结合，怎样互相作用产生更强中小尺度系统，这才是导致强降水的更根本原因。

天气与气候学家、中国工程院院士丁一汇曾发文指出，中小尺度天气系统由大尺度系统“孕育”，中小系统产生、壮大后，又反过来能对大尺度系统起到反馈作用，使得暴雨系统加强和延续。一次大暴雨的生命史是复杂的，数学上，这种不同天气尺度系统相互作用是一种非线性问题，暴雨预报的困难即在于此。

此次河南暴雨后，郑州气象局官方微博也发文解释说，从常规高空观测系统上看，目前它所提供的有关暴雨的观测资料和信息主要是针对天气尺度的，而对直接造成暴雨的中小尺度观测并不充分，甚至十分缺乏。中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研究员孙继松解释说，中小天气尺度系统难以预报的原因缘于两方面，一方面在于分辨率，比如说，一棵树的蒸腾作用，也会对降雨产生影响，但在数值预报系统中，对此难以准确描述。但即便分辨率做到更加精细，对于中小尺度天气系统到底将如何演变、会产生怎样的天气现象，还是不明确。气象预报和研究人员运用数值预报时，会设置很多近似和假设参数，而往往这些假设和真实天气演变不符，这就造成中小尺度天气难以预报或预报不准。

中科院大气物理研究所研究员高守亭指出，另一个影响暴雨预报准确率的关键因素是风。当下，世界范围内对于风的形成和预报都缺少很好的理论研究。“由于风的原因，一片云酝酿的降水还没来得及下，就被推到其他地方。雨滴在什么时候落、落到哪都难以掌握，降水结束时间也难以确定，导致了局地天气预报很困难。”关于暴雨天气预报，最大两个难点，一是雨的形成机理，二是风场运动，都不过关。

高守亭说，华北暴雨往往呈现短时强降水的特点。其中一个很重要原因在于华北地区降水受高空冷空气影响，与来自低层的暖湿气流相遇时，上冷下暖，位势不稳定，容易产生强对流，这就好比烧水过程一样。他介绍，河南在地理划分上虽然属于华中地区，但从气象学角度看，河南的强降水仍属于华北暴雨的研究范畴。

前述不愿具名业内人士说，郑州作为常住人口1260万的超大城市，热岛效应也对降雨有着明显影响。有研究表明，极端强降水的增强趋势有向城市中心区集中的趋势，比如上海就呈现“雨岛”效应。郑州位于黄河南岸，河水的冷空气和城市暖空气也容易发生对流，抬升暖空气，产生降水。

北方暴雨不被重视但短时强度很大

暴雨预报本身就有难度，而华北暴雨比南方暴雨预报的准确度更低。高守亭说，其中一个原因在于，华北下暴雨几率小，区域性暴雨一年就一到两次。相比之下，南方梅雨季动辄一个月，在这个背景下，预报员预报下雨的正确概率就要大得多。同时，长江流域梅雨形成有其规律可循：主要是西北和西南两支气流汇合，形成对流。华北处于冷暖空气都比较活跃的交接面，每一次形成暴雨的天气系统都不尽相同，天气系统的变化性更大，不好预报。

从20 世纪 70 年代开始，中国东部夏季降水型由“北多南少”转为“南多北少”，形成长江和华南地区多雨且暴雨频发，北方偏旱的局面。其中，河南处于干旱和半干旱区，年平均降水量为771.1毫米。

但问题是，河南中北部与河北中南部恰恰处于冷暖空气上下交汇的地方，再加上太行山等地形抬升因素，具备产生比较大降水的客观条件，强降水往往又会引发洪灾。

实际上，如果以北纬30°划分中国南北，以24小时为计时单位，发生24小时极端降水站点数，中国的南部和北部站点数大约是7比3。但如果将极端降水统计时长缩小为6小时、3小时、1小时，这种差距被快速缩小。相应地，南北方的极端降水站点数几乎打成平手。河北、河南、山东与华南地区广东、广西、海南短时强降水站点数排序均很靠前。对于所谓“倾盆大雨”，北方其实并不比南方少。中国暴雨的许多极值纪录都出自华北和东北区域。

但总体来看，由于与南方相比，华北暴雨发生的几率较小，国内对华北暴雨的研究相对较少，得不到相关部门与科研人员的重视。

孙继松说，全国现在暴雨预报准确率仍仅为百分之十几到二十，准确率之所以能到这一数字，还是因为南方暴雨影响区域大，天气尺度大，将准确率拉升了上去，北方暴雨预报有时候靠运气。

华北降水正慢慢回升

曾任国家气象中心主任的中国工程院院士、天气动力和数值预报专家李泽椿曾撰文称，目前, 各级气象台站均不同程度地存在骨干预报员缺乏的现象, 尤其缺少在暴雨预报业务和研究方面的学科带头人。

孙继松曾担任北京市气象台首位首席预报员，是2008年北京奥运会期间气象保障方面的总技术负责人。他分析说，自北京奥运会之后的10多年来，在天气系统形成的理论认识方面，国内没有特别大的突破。相比之下，中国的观测系统水平已居于世界前列，观测点更加密集，分辨率越来越高。但在对天气系统机理没有了解清楚的背景下，更精准预报难以做到。

丁一汇在去年9月发表的一篇论文中称，气候变暖后大气可容纳更多的水汽，如果进入大气的水分增加，大气比湿增大，则更易出现降水，对于东亚夏季风区，季风水汽输送带将会更强，并且北推更明显，中国北方可能更将面临更强的降水与持续性强暴雨。高守亭分析说，总体而言，与过去20年相比，华北降水已经出现了一个慢慢回升的趋势，今后会越来越多。

鉴于此，前述不愿具名业内人士说，对于包括河南在内的北方暴雨研究，“现在观测资料更全了，应好好抓住机会，弄明白中小尺度天气系统的作用过程”。有业内人士指出，往往都是有了灾情后，国家才重视某一领域的研究。杜玮