今年入汛以来，特别是6月份我国南方进入主汛期以来，南方多地遭遇了强降雨，多处河流超过了警戒水位以上，西南地区到长江中下游地区遭受了严重的洪涝灾害，导致许多城市出现了内涝，农田村庄被淹没，部分地区还出现了泥石流等地质灾害，汛情、灾情严重，给人民群众的生命财产安全和生产生活带来了巨大影响。

这是7月20日拍摄的安徽省六安市裕安区固镇镇被淹的街道（无人机照片）

　　7月20日开始，伴随着我国北方进入主汛期，虽然长江中下游降水明显减弱，但四川盆地、华北、东北等地随之进入多雨时段。根据气象数据显示，7月下旬到8月上旬，郑州、济南、沈阳、天津、石家庄、北京在此期间的平均降雨日数都在7.5天或以上，北京更是达到了9.3天，占比接近50%。全国各地防汛形势依然严峻。

　　今年的汛情为何如此严峻？为什么汛期多暴雨洪涝？究竟应如何科学防汛？针对这些问题，我们特邀请中国科学院大气物理研究所研究员傅慎明进行了专门解答。

什么是汛期？

　　根据《大气科学辞典》，汛期的定义如下：流域内因季节性降水、融冰、化雪，引起江河中水位呈现出季节涨水的时期。因季节及涨水成因的不同，可分为春汛、伏汛、秋汛和凌汛等。中国季风性气候明显，全年雨量主要集中在5~9月，因此，这个时段称为“汛期”。

　　由于季风每年来去早晚不定、强弱不等，各流域雨季开始的时间、雨季的长短、雨量的多少、降雨特别是大暴雨的落区各年都不一样。因此，雨水补给的河流各年水量的大小及其时间变化都有很大差别。汛期是一年中流量较大的时期，容易引起灾害，因此必须做好报汛、防汛的抗涝工作。

　　汛期根据时间或成因可以分为几类：春季，天气转暖，流域上的季节性积雪融化、河冰解冻或春雨，引起河水上涨称春汛。在中国北方，把春季河冰解冻引起的涨水现象专称为凌汛。夏季，流域上的暴雨或高山冰川和积雪融化，使河水急剧上涨，称夏汛。中国习惯上把发生在夏季三伏前后的汛水称为伏汛。秋季由于暴雨，河水发生急剧上涨称秋汛。

　　需要指出的是：第一，汛期不一定由降水引起，积雪融化与河冰解冻一样会导致入汛；第二，汛期不等于水灾，但是水灾一般都在汛期。

为什么汛期多暴雨洪涝？

7月20日，安徽省六安市裕安区固镇镇受困人员乘坐救援船到达相对安全的区域

　　这里需要消除两个误区：第一，汛期并不一定多暴雨，如春季由河冰解冻而引起的凌汛；第二，对于由降水引起的汛期而言，多降水（含暴雨）是原因，汛期是结果，并非因为是汛期就降水多。发生洪涝灾害的话，水多是必要条件，因为江河的水一般在汛期最多，所以汛期洪涝最多。

　　从气象意义上来说，由于我国是显著的季风性气候，夏季，来自大洋的夏季风将温暖潮湿的空气输送至我国大陆，这为降水的形成提供了有利的条件（暴雨的形成需要多个条件的共同配合，对于不同类型的暴雨而言，其形成条件差异很大，但是，充沛的水汽供应是不同类型暴雨所共有的条件），受此影响，我国全年雨量主要集中在5~9月，也就是夏季风盛行的时期，这个时段也被称为“汛期”。

　　这个广义的汛期可以根据产生降水的主要影响系统和汛期出现的主要时段进一步进行细分，如著名的“梅汛期”就是指由梅雨期降水(梅雨，是指在我国长江中下游地区、台湾地区、日本中南部以及韩国南部等地，每年6、7月份出现的持续阴天多雨的天气气候现象，由于正是江南梅子的成熟期，故称其为“梅雨”，此时段便被称作梅雨期）而引起的江河水位上涨时期。这是我国长江流域、淮河流域主要的汛期，是一年中流量最大的时期，容易引起洪涝灾害及次生灾害。

　　对于梅雨的形成，主流的观点认为需要有相对比较稳定的大气环流形势，在这个基础上，来自中高纬度的冷空气可以在一些有利的条件下频繁南下，其在南下过程中遇到从较低纬度而来、温暖湿润的夏季风，两者在江淮流域交汇，成云致雨。

为什么今年的汛期形势异常严峻？

　　今年汛期中最严峻的情况出现在梅汛期。据国家气候中心的统计，江南、长江中下游和江淮地区分别于6月1日、6月9日和6月10日先后入梅，分别比常年偏早7天、5天和11天。入梅后，暴雨天气频繁，南方地区平均暴雨日数（发生暴雨的天数）比常年同期偏多40%，为1961年以来历史同期最多。

国家气候中心绘制的6月1日-7月21日长江流域区域平均降水量历年变化图（1961-2020年）

　　由国际气候中心绘制的长江流域区域平均降水量历年变化图可知，自1961年以来，2020年的降水是最强的，其降水量比历年的平均值约偏多五成，即使相比于历史著名的1998洪水年，其降水量也偏多近三成。从降雨量和暴雨日数可以看出，今年长江流域的雨量异常偏大，且暴雨数目显著偏多，这使得长江流域的防汛形势异常严峻。

国家气象信息中心绘制的2020年6月8日至2020年7月26日累积降水量（单位：毫米）

　　由国家气象信息中心绘制的累积降水量分布图可以看出，重庆北部、湖北西南部、鄂皖交界处、赣皖交界处均出现了累积降水超过1000mm的降水（1米深）。这些强降水中心以长江为中心分布，其造成地面径流（指降水后，除去直接蒸发、植物截留、渗入地下、填充洼地外，其余经流域地面汇入河槽，并沿河下泄的水流）的大量汇入。由于暴雨的雨量大，其造成的汇入流不仅量大而且流急，多股汇流会造成洪峰的叠加，十分危险，使得长江流域的防汛形势十分严峻。

　　需要指出的是，根据国家气候中心的统计，同处淮河流域（既处于长江流域又处于淮河流域）的安徽、湖北、江苏三省的累积降雨量（6月1日-7月21日）较常年同期对比分别偏多约120%、118%和90%，这使得淮河流域的防汛形势也异常严峻。据新闻报道，7月20日8时32分，当王家坝（王家坝闸地处河南、安徽两省交界处，是淮河上中游的分界点，成为保护淮河中下游的一道安全屏障）开闸时，水位已达29.75米，超过保证水位0.45米。

　　国家气候中心对今年江淮流域降水偏强的解读如下：由于2019年秋季开始了一次弱“厄尔尼诺事件”，同时北印度洋海温异常偏暖，导致西北太平洋副热带高压（这是一个风场顺时针旋转的系统）显著偏强，在此系统的西部是偏强的西南风，其引导的水汽向长江中下游地区输送明显偏强；南海夏季风爆发后，来自印度洋的西南季风水汽往长江中下游地区的输送也较强。与此同时，中高纬度地区的冷涡（一种冷性的风场呈逆时针旋转的系统）十分活跃，因而在其西部盛行的偏北风十分活跃，此偏北风向长江中下游地区输送的冷空气强且频繁。冷暖空气在长江中下游交汇，致使梅雨锋偏强，长江中下游地区降雨明显偏多。

　　更多的深层次原因（诸如为何来自印度洋的西南季风水汽输送偏强？为何中高纬度地区的冷涡活动十分活跃？）还需进一步地分析才能解释。

暴雨洪涝会带来哪些次生灾害？应如何防护？

　　暴雨是指24小时内累积降水量超过50毫米的降水，可以进一步根据累积降水量分成大暴雨（24小时累积降水量为100-250毫米）和特大暴雨（24小时累积降水量超过250毫米）。

　　由于暴雨的降水量大且降水强度高，其造成的降水在短时间内无法及时宣泄，因而会造成洪涝灾害。洪涝灾害的次生灾害是指洪涝灾害发生之后，发生的与洪涝灾害相关的连锁性的其他灾害。

　　暴雨洪涝的次生灾害主要有以下几种：

　　（一）山体崩塌（暴雨使地表水渗入坡体，软化岩土及其中软弱面，产生孔隙水压力等从而诱发山体崩塌）、滑坡（暴雨降水的大量下渗，使得斜坡上的土石层饱和，甚至在斜坡下部的隔水层上积水，从而增加了滑体的重量，降低土石层的抗剪强度，导致滑坡）、泥石流（暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，具有流速快、流量大、破坏力强、突发性高的特点）。

　　（二）水土流失，大量土壤及其养分流失，致使土地贫瘠，同时水流中泥沙含量增加，导致河流功能衰减、湖泊萎缩、耕地沙化。

　　（三）大洪水常常导致河道堤防溃决，泥沙泛滥淤塞河道，甚至严重破坏河道的功能，致使洪涝灾害加剧，生态环境发生巨大和久远的影响。

　　（四）对水环境造成污染，主要包括病菌、寄生虫、工业废渣废液、化肥、农药等有毒有害物质的蔓延和扩散，严重危害人民的生命健康。

　　（五）大水灾之后同样会产生大疫病，洪灾对疫病的流行会产生严重影响。

　　（六）农田被毁、淹没，农作物减产、绝收，农产品加工业、轻工业等原料缺乏或成本提高，相关工厂减产、停产及工人失业。

　　（七）交通、通讯中断，造成信息、运输闭塞或延误，产品积压变质，原材料供应不足，使生产能力下降。特别是紧急救灾物资受阻，很有可能扩大已有灾害。

　　针对第（一）类次生灾害，防护要做到以下几点：

　　（1）在此类灾害易发地，要随时注意暴雨预警预报，提前规划躲避线路，注意观察周边环境，警惕土石崩落、洪水咆哮等异常声响，随时做好防范准备，如需撤离时，要听从指挥，不要留恋财物，迅速撤离危险区；

　　（2）一旦发现山洪泥石流征兆，应即时通知泥石流可能影响的下游地区，以便其及时躲避和防范；

　　（3）在河谷内、山坡下等低洼地活动时，一旦遭遇强降水，要迅速转移到安全的高地，不要停留；

　　（4）发现山洪泥石流袭来时，要向与泥石流方向垂直的两侧山坡上面爬，不要停留在凹处，不要顺沟方向跑，不要在山洪泥石流中横渡；

　　（5）要第一时间联系有关部门，报告自己的方位和发生的险情，积极寻求救援。

　　第（二）至（七）类次生灾害的影响巨大，需要从政府层面进行统筹规划，一方面要提升天气预报精度与气候预测能力，以便于相关职能部门能够提前做出最及时最正确的规划与响应，从而科学地指导对暴雨洪涝的防灾减灾；另一方面，基于自然规律与科学的可持续发展观，要科学合理地规划水利设施及相关建设，在不破坏自然环境的前提下提升我国水利及相关设施的排洪能力和防灾能力，从而最大限度地减少暴雨洪涝造成的次生灾害。

如何科学防汛？

　　防汛救灾意义重大，关乎人民的生命财产安全、粮食安全、经济安全、社会安全以及国家安全。只有科学应对、精准施策，才能高效地完成防汛任务。

　　科学防汛，首先要高效、严密地完成巡堤查险任务，除了常规的人力巡堤，还需要结合使用无人机、水下探视仪、机器人、DSDT-1型双分布式三维电阻率成像系统（相当于给大坝做“CT”检查，“透视”坝体结构，快速判断堤坝是否存在空洞、裂缝、土层结合松散、管涌、渗流等隐患，从而做到提前防范）等新装备进行巡堤任务。

　　其次，需要完善预警机制并能够及时转移群众，利用智能系统收集气象、水文观测站的数据，结合大数据、人工智能等前沿技术进行高分辨率的天气预报、洪水预报；对于防汛监测与预警，除了常规的电视电台播报、手机短信外，还需要结合手机APP等新媒体的播报形式进行及时信息推送，从而为及时地转移群众提供准确的信息。

　　再次，在抗洪抢险一线，除了人力，也应让更多的高科技产品进入一线，如动力舟桥、机器人、5G智慧无人救生船等，从而高效安全地完成受困群众的营救与转移。

　　此外，还需要利用大数据分析与深度学习等方法结合多种监测数据与预报产品，对洪水进行科学的调度，从而最大限度地发挥水库的调节作用，缓解汛情。（作者：傅慎明）

　　延伸阅读

　　北斗在防汛减灾中的智慧担当

　　2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署完成！北斗系统的作用远远超乎我们的想象，它除了基本的定位、导航、授时功能外，还具有区域及全球短报文通信、精密单点定位、星基增强、国际搜救等服务功能，目前已广泛应用于公共安全、交通运输、智慧农业、智慧城市等多个领域。

　　值得一提的是，在今夏汛情紧急之际，北斗系统在全国防灾、减灾、救灾工作中发挥了重要作用，屡次立下大功。例如，在湖南省石门县南北镇雷家山山体滑坡来临前，“北斗卫星高精度地灾监测预警系统”及时发出地质灾害橙色预警，根据雷家山地质灾害隐患点监测数据出现异常，经智能地质灾害风险预警评估模型分析，给出了启动应急调查，受威胁居民临时撤离的建议，最终使当地所有村民得以安全及时转移。

北斗监测系统装置

　　北斗卫星导航系统最具特色的功能就是精确定位，其精度能达到厘米级甚至毫米级水平。在事前预警监控方面，它能对山体、水库、河流的形变、位移等进行24小时实时监测，通过分析变形量和位移量能够智能地评估安全状况，针对具有可能性的滑坡、沉降、裂缝、水库遇险、河流水位暴涨等险情进行预警；在灾害处置与救援过程中，尤其是在通信线路中断的情况下，北斗能够精准定位遇险地点，可使用北斗手持式卫星通信系统实时呼叫，向指挥中心发回灾情信息，高效助力搜救工作。

　　此外，北斗的有源定位和短报文通信功能，在防汛减灾、救灾领域也发挥了巨大作用。在北斗卫星导航系统中，利用无线电测定技术可实现有源定位，两颗GEO卫星（地球静止轨道卫星）联手，即可准确定位出用户和关注着用户行踪的相关方的具体位置。这一功能在防灾搜救过程中非常有用，可谓是保障民生安全的“千里眼”。而北斗系统的短报文通信能力也在不断增强，信息发送能力从单次120个汉字提升到了1200个汉字，还能发送图片等信息，能更加生动准确地传达信息。

　　北斗系统的短报文与位置报告功能，有力地提升了灾害预警速报、救灾指挥调度、快速应急通信等方面的水平，极大地提高了灾害应急救援反应速度和决策能力。

5G在监测预警中的智能操作

　　在今年的防汛抗洪中，从监测预警到防御救灾，各种科技设备和前沿技术脱颖而出，成为“利器”。5G﹢VR、5G﹢无人机、5G无人船等“5G﹢”应用在防汛中发挥了重大作用，不仅弥补了人力不足问题，还有效提高了预警抢险的机动性和时效性，有力保障了人民群众的生命财产安全，筑起了防汛的智慧大堤。

搭载着5G模组的5G高清摄像头 图片来源：央广网

　　5G﹢无人机能够长时间盘旋在百米高空，全面观测水域汛情，通过录像和拍照的方式记录实际情况。后方指挥中心通过发送指令能随时调整飞行方向，在指挥大厅即可通过云视频会议系统看到实时画面。利用5G﹢无人机对水域进行巡检，使得防汛工作效率大大提升。

　　5G无人船将无人船技术、产品和5G移动通信技术结合，研发的水文水域大数据监测救援系统，可实现全天候、全覆盖、高频次采集数据。其基本功能为数字可视化巡河、实时水文流速流量监测、水域状态在线预警报警等。除此之外，还能根据实际需要进行功能定制，在防汛抗洪各种场景中发挥了重要作用。水面救生无人船重量轻、反应快，在后方遥控下可快速抵达救援区域，同步实时记录并回传救援画面，有效遥控范围可达500米。

　　5G﹢VR技术以5G大带宽为基础，具有低时延特性。在水位站安装360度全景监控摄像头，监控人员通过VR眼镜，能同步观测，实时监控。这套VR设备改变了传统的眼观手写的低效方式，能像“千里眼”一样，全天候智能监测防汛抗洪一线水情变化。监控人员也能够随时戴上VR眼镜密切关注水位尺的刻度，实时掌握水位变化情况，这大大提高了汛期巡查工作效率。

　　5G高清摄像头搭载着5G模组，不仅具有灵活的移动性，而且具有高速率传输能力，能实时回传高清画面至后方指挥中心，帮助指挥中心进行全面准确地汛情分析和救援部署，为科学指挥决策提供了有力的信息支撑。当水库泄洪放水时，该设备在远程监控的同时还能发出实时语音预警，提醒危险区域的人群进行疏散撤离，不仅能够防止发生人员安全事故，还能提升巡防效率。（作者：田维）

　　科学性把关：中国科学院大气物理研究所研究员 傅慎明

　　参考来源：新华网、央广网、央视新闻、人民日报海外版、人民邮电报