摘要： 2023年7月29日至8月1日，一场接近4天的极端强降雨突袭华北地区。在北京、河北等地引发了严重洪涝灾害，并造成了重大人员伤亡（以下简称华北23·7极端降雨事件）。以京津冀地区为例...

2023年7月29日至8月1日，一场接近4天的极端强降雨突袭华北地区。在北京、河北等地引发了严重洪涝灾害，并造成了重大人员伤亡（以下简称华北23·7极端降雨事件）。以京津冀地区为例，在极端降雨期间，该地区平均累计降水量已达175mm，超过平均年降水量的三分之一。仅北京市就有86个气象观测站（占比12.7%）降雨量超过600毫米，是北京140年以来的最大降雨量，极端程度世所罕见。

关于这一降雨事件，中国科学技术大学大气科学先进计算实验室（LACAR）赵纯团队于2025年4月发表在《地球物理研究快报》上的论文《蒙古高原快速增温：华北极端降水的催化因子》分析发现，除去台风“杜苏芮”的影响，这场百年难遇降水的幕后推手，其实是距离华北地区数百公里之外的蒙古高原。

在未来，极端天气还是偶发性小概率事件吗？当极寒和极热成为一种日常，我们的生活将会有怎样的改变？腾讯新闻《一起来唠科》对话中国科学技术大学大气科学先进计算实验室（LACAR）的赵纯教授，以华北23·7极端降雨事件成因为起点进行了系统讨论。

一、远在数百公里外的蒙古高原，是华北地区遭遇百年一遇极端降水的幕后推手。

一起来唠科：为什么将华北23·7降雨事件称之为极端天气事件？

赵纯：我们当时从几个方面判断了这一事件的极端性。首先，河北邢台的三天累计降水达到了1000毫米，北京城内最大降雨量达到了740多毫米，是百年一遇的极端降水。另外也可以对比，在2012年，北京附近也发生过一次非常强的降水，（编者注：2012年7月21-22日，北京、天津及河北出现区域性大暴雨到特大暴雨，北京平均降水量达190.3毫米，826.9万人受灾，直接经济损失352.5亿元。）2016年也发生过，（编者注：2016年7月18-20日，华北、黄淮地区出现年内最强暴雨过程，局地降水量达300～700毫米，全国2200多万人受灾，直接经济损失930多亿元。）

这两次当时也被国家定义为重大灾害的降水事件。但是跟这两次相比，2023年7月的降水，不管是它的强度、持续的时间，还是最大的降雨量都更极端，也导致了海河流域产生特大洪水。

上一次在海河流域产生类似后果，要追溯到1963年。（编者注：海河流域位于中国华北地区，是全国七大流域之一。1963年，暴雨导致海河流域上游40多条支流相继发生洪水，造成众多人员伤亡。）

图片：2023华北“23·7”事件极端降雨的极端性

一起来唠科：这场极端降雨事件是如何形成的？

赵纯：这场极端降雨事件的形成原因，现在是比较清晰的。

2023年，杜苏芮台风从我国的福建地区登陆，一直向北移动，穿过了大别山地区，最终到达了太行山附近，把大量的水汽输送到了华北地区。这时刚好又遇上了太行山脉的阻挡，以及我们研究中特别关注的蒙古高原的高压阻拦。

于是最后，杜苏芮台风停留在华北地区不断降水，就形成了极端的连续的降水事件。否则正常情况下，它就会继续向北移动。虽然下雨的范围会比较大，但是极端性就没有那么强了。

图片：针对2023年华北“23·7”事件极端降雨的归因研究

一起来唠科：为何将“蒙古高原”的异常升温称之为华北23·7极端降雨事件的幕后推手？

赵纯：蒙古高原不是一个决定性的因素，而是幕后的推手。

因为蒙古高原在过去二三十年的升温速度，比全球升温速度快达三倍之多。

如果有台风北移，这个增温在背后会有什么样的影响，没有在以前的研究中发现过。

图片：蒙古高原地区地表和高空的异常升温趋势

而两个原来不在一起的东西，我们通过分析发现他们之间有关系，我们就把它叫做遥相关（编者注：遥相关指的是通常发生在数千公里范围内的远距离气候系统联系）。比如之前有研究表明，印度洋的海温可能也会影响我们国家的气候。2020年的“超级暴力梅”中，梅雨季节时长三角降水也是历史新高。（编者注：暴力梅是指降水强度大、持续时间长的梅雨。2020年6至7月，我国江淮流域遭受了一次非常强的持续性梅雨的侵袭，梅雨季降水量达759.2毫米，为1961年以来历史最多；同时，梅雨季持续时间长达62天，与2015年并列为1961年以来历史最长。相关研究指出，除了传统热带太平洋和印度洋暖海温异常的影响以外，北大西洋涛动（NAO）位相的次季节调整是导致今年梅汛期降水量大、持续时间长的重要原因。）

这里讲的遥相关可能没有那么远，是蒙古和华北，但是也存在这样一个概念。

二、地球只需变热一度，我们生活的城市就会发生极端天气事件。

一起来唠科：您的新研究是如何做到精准模拟23·7极端降雨事件降雨过程的？

赵纯：我们的大气非常大，不像一些理论的物理实验，在实验室里面就可以做。所以，我们大气科学里很多的实验是在计算机里面去复现地球的大气。那么它有个前提，你得复现真实的大气状态和过程，你才可能去对它做实验。我们的一套软件，就是来复现我们整个大气的过程和状态，我们通常把它叫做大气数值模式。（编者注：赵纯教授团队利用“全球变分辨率大气物理化学耦合模式”精准模拟了华北23·7极端降雨事件的降雨过程。）

我分享两个比较关键的概念，第一个是物理化学耦合。它的意思是，我们的大气当中除了有物理过程，还有化学过程，这些物理和化学过程是相互有影响的。所以我们这套软件的特色就是，既考虑了物理过程，也去描述了大气里面的化学过程。比方说二氧化碳就是大气里的一个化学成分，但是它会导致我们全球气候升温，所以我们强调物理化学耦合。第二个是变分辨率，

现在大家更关心的不是“全球平均温度变化一度或者两度”，因为可能觉得一度两度的温度不会对我们有什么影响。实际上，这一度两度的变化最后导致局地产生了一些极端性的天气事件，产生了比方十度的增温或者是十度的降温。

所以，这种极端事件都发生在局地，像华北就是一个小区域。分辨率是一个专业术语，就好像是照相机的像素，你不可能用非常粗的像素给一个东西去拍照。

大气数值模式就是来复现大气的，如果分辨率非常低，就相当于像素非常低，就很难复现精细的过程，只能表达整个地球大概是一个什么状态，而很难精确到一个省份甚至一个城市。

变分辨率的意思就是，可以在局地实现非常高的分辨率，那就能把极端事件模拟清楚之后复现它，进而去做实验。

一起来唠科：在局地实现非常高的分辨率，有什么现实意义？

赵纯：虽然我们现在都在提温室气体减排，但是我们也能够看到在一定程度上，大气气温已经发生变化了，我们可能很难在很短的时间去改变它什么。那么我们就得去适应它，

要想适应和防范，首先得需要对于局地尺度的变化有很深的理解，而不像原来关注的是全球尺度的全球变化。

像我们之前有一个研究，提前五天就能够预报台风在上海的登陆。但并不是所有的天气我们都能提前预报，目前这也是国际上大家都遇到的难题，都希望去解决。

三、地球不需要我们保护，是人类需要做好在极端天气下长期生活的准备。

一起来唠科：极端天气事件会越来越频繁的发生吗？

赵纯：

统计学上有人做过研究，过去这几十年，包括在中国地区的极端事件已经在增强了。

未来按照这个趋势的话，极端天气肯定还会继续增强。对我们生活影响比较大的，比如降水，干旱。过去温度就在正常范围内波动，现在冬天可能会比原来更加寒冷，夏天可能会比原来更加热。再比如现在我们国家还不多见，但在美国是非常多见的——这几年经常发生的森林火灾。实际上森林火灾也是跟气候变化有非常大关系的，它也是气候变化带来的影响。

图片来源：unsplash

就像我刚刚说的，极端天气在短时间内可能不会改变的，我们要提前做好心理准备去防范这个事情。

一起来唠科：在极端天气事件频发的当下，我们该如何保护好自己？

赵纯：

其实地球本身不需要我们去改变，在历史上，地球有比现在还要极端的情况都没有问题，主要是保护我们人类自己，我们怎么样去有一些技术的革新，让我们人能够在这种比较极端的环境下，不至于受到太大的伤害。

有一点还是蛮重要的，当政府提前发了预警的时候就一定要遵守。因为有些人可能有侥幸心理，虽然现在技术在不断革新，很多时候能做到准确预测，但有的时候还是没有办法那么准确，尤其是局部。比方说有些人甚至希望能预测到他生活的小区范围内，我们可能做不到那么精细。所以可能会给一些人错觉——政府发的预警并没有那么严重。但我觉得，在现如今极端事件频发的背景下，大家宁可信其有，不可信其无。

如果政府发了预警，比方说有大风、强降水、或者雷暴天气让大家减少出行，那大家就减少出行。没有发生也没有关系，但如果有，很多时候伤亡就是因为大家在发布了预警后仍然出行导致。