山西此轮强降雨，太原被「倒进」约 98 个西湖水量，为何会有如此大水量？目前情况如何？
为啥雨这么大？原因挺复杂的，但主要有这么几个方面：
1. “天时地利人和”——极端天气组合拳： 这次山西的强降雨，可不是单一因素造成的，而是好几个“坏天气”凑到了一块儿。
台风“梅花”的“尾巴”： 虽然“梅花”登陆的时候强度已经减弱，但它北上后，在黄海和渤海一带和北方冷空气相遇了。这个过程就像是把南边的暖湿气流“勾”了过来，顺着它给北方的山西送了不少水汽。
季风的“余威”： 咱们夏天主要的降水，很多时候都跟季风有关。这个季风就像一个巨大的“运水车”，把太平洋的水汽一路送到内陆。这次的强降雨，很有可能就是季风的某个阶段，把大量水汽输送到了山西。
地形的“放大效应”： 山西的地形大家也知道，有山有沟壑，特别是太原周边，正好处于一个盆地或者河谷地带。当暖湿气流遇到这样的地形时，就像一个空气的“挡板”，迫使气流抬升。气流一抬升，里面的水汽就会凝结成云，然后变成雨，而且常常是越往山坡上，雨就越大。这叫“地形雨”，在这种情况下，地形就像个“放大器”，把本来就充沛的水汽，变成了一场场的暴雨。
冷空气的“推波助澜”： 北方来的冷空气，跟南边来的暖湿气流相遇，就像“撞车”一样，很容易激发出强烈的对流。对流一强，云就长得又高又厚，雨滴也就能长得更大、更快，最终形成强降雨。
2. “空气的水库”——水汽充沛： 咱们常说大气里有水蒸气，但这次的降雨，说明大气里的“水库”是真的满载了。南边的暖湿气流，像一条“输送带”，把大量的、足够多的水汽源源不断地送到了山西。再加上前面说的地形和冷空气的作用，这些水汽就“憋不住”了，一股脑地往下倒。
3. “持续时间长”——“小酌”变“狂饮”： 这次降雨，很多地方不是只下了一两个小时就停了，而是持续了好几天。就像一个人，一开始只是“小酌”几杯，但如果一直给你续杯，最后也能把你“灌醉”。长时间的持续降雨，即使单次的雨量不是最极端的，但累积起来，也足以造成严重的洪涝灾情。
这么大的水量，对太原来说，那简直就是一场“水灾”了。 98个西湖，这只是一个比喻，但足够形象地说明这次降雨的量有多么惊人。
目前的情况，那真是让人揪心：
城市内涝严重： 很多城区，特别是低洼地带，已经被雨水淹没。街道成了“河流”，车辆在水里“游泳”，不少居民的家里也遭了殃，一层被水灌满。
交通出行困难： 很多道路因为积水或者被冲毁，已经无法通行，城市的交通系统几乎瘫痪。公交、地铁都可能受到影响。
基础设施受损： 很多城市的排水系统，本来就承受不了这么大的雨量，再加上长时间的浸泡，很容易出现故障。电力、通信也可能因为水淹而中断。
农业损失： 对于周边的农田来说，这意味着巨大的损失。农作物被淹，土地被冲毁，对农民来说，今年的收成可能就泡汤了。
转移和救援： 政府部门肯定是在全力以赴地应对。组织人员进行转移，抢修受损的设施，救援被困的群众。这种时候，每一分钟都很关键。
预警和后续： 降雨可能会有所减弱，但洪水和次生灾害（比如山体滑坡、泥石流）的威胁还在。防汛部门会持续发布预警，指导大家做好应对。
总之，这次山西的强降雨，是一个典型的极端天气事件。它不仅仅是雨下大了，而是多种气象因素叠加，加上地形的助推，以及长时间的持续性，共同导致了如此巨大的雨量和由此引发的灾情。看到这些消息，真是让人揪心，希望受灾地区的群众都能平安，也希望抢险救灾能一切顺利。
网友意见
我是山西人，学生党给家乡尽了一点绵薄之力，希望山西的灾情早日结束，也十分感谢全国各地同胞对山西暴雨灾情的关注，谢谢大家！
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更新一下，鉴于评论区一些网友提出的意见，我找到最新（10月10日18时30分）的山西汛情急需物资汇总表供大家参考使用，希望大家以官方报道的信息为准。我代表全体在这次暴雨灾害中的受影响中国同胞表示感谢！最新情况我会尽量及时更新。
转载自腾讯新闻（人民日报）
暴雨本身就不说了，已经太多信息了，说一下暴雨的定语——重现期。
在遇到极端事件的时候，我们经常听到的形容词就是“十年一遇”、“百年一遇”等等。这些形容词有一个专业术语，叫做重现期（return period），从字面上理解，就是指这个事件再次发生需要多长时间。
然而，不管是“N年一遇”还是重现期，从字面上讲，都具有很大的迷惑性。
比如这次郑州的暴雨，强度达到了“千年一遇”，也就是重现期为1000年。这么说的话，会让人们产生两个误解：第一，这种暴雨1000年才发生一次；第二，这次发生了，要等1000年才会发生下一次。
而实际上，这两种解读都是错误的。
重现期是一个水文学概念，用来描述降雨、洪水等极端事件发生的平均时间间隔，是根据历史数据计算出来的一个计算结果而已[1]。
这个计算结果描述了极端天气发生的概率，至于极端天气到底发不发生，什么时候发生，发生几次，都是不确定的。
毕竟它不是打工人，不需要按照我们计算出来的重现期按时考勤打卡，它上不上班，全靠心情。
就好比抛硬币，统计学上我们计算出来，正面朝上的概率是50%，而这并不代表你抛两次，就一定会有一次正面朝上。实际上，可能你连续抛十次，都是反面朝上。
那么是统计学错了么？当然不是。你再多抛点，抛个一万次，你会发现，最后的结果差不多就是正面向上5000次，反面向上5000次。而上面提到的，正面向上的概率是50%，也是这么算出来的。
重现期的计算也是一样的道理。
比如，某次暴雨的强度是“十年一遇”，同样，这也并不代表这种强度的暴雨每十年发生一次。实际上，在十年里，这种强度的暴雨可能发生了六次。
是水文学错了么？当然不是。如果你有足够多的记录，比如200年，你就会发现，200年期间，这种强度的暴雨发生了20次，平均每十年发生一次，所谓“十年一遇”。
但是实际上，这20次暴雨，可能是连续20年发生的，其余的180年都没有发生，然而即便如此，它也脱不掉“十年一遇”的帽子，它依然叫“十年一遇”的暴雨。
具体的重现期计算稍微复杂一丢丢，但是基本意思就是这样，就不详细说了[2]。
因此，“千年一遇”未必真的就是一千年才遇到一次，它只是表示事情在某一年发生的概率是0.1%。这个概率非常小，但这并不妨碍它发生，甚至是连续发生。
以上，是关于重现期的第一点说明，即重现期未必准时重现，N年一遇只是表示概率的一个计算结果而已，并不是极端天气的考勤表。
接下来说第二点。
上面已经说过，重现期是一个根据历史数据得出的计算结果。而历史数据、尤其是气象方面的历史数据有一个重要特点，就是——少。
地球现在46亿年了，人类有文明5000年了。而世界上最早的气象站，英国的Radcliffe气象站，也才200多年的历史[3]。我国最早的气象站，香港天文台，也是在1885年才开始进行科学的气象观测[4]。而其余大部分气象站，能有50年的数据就非常不错了。
目前全球最全面的气象数据库CRU，通过各种手段（插值、外推）也就只能把时间提前到1901年[5]。
统计学上，因为我们无法得到整体数据，所以我们通过研究具有代表性的样本来获得对整体的认知。
而在地球气候领域，这100多年的数据样本，对于几十亿年的整体数据来说，实在是太小了，根本不具备代表性，即便研究出来一个结论，也是盲人摸象，随时面临着被推翻的可能。
这次郑州的暴雨就是一个例子，郑州气象观测站的最大小时降雨量为201.9毫米，这已经突破了中国大陆小时降雨量的历史记录（198.5毫米，河南鳞状，1975年8月5日）[6]。
而不幸的是，随着气候变化，极端天气会越来越频繁地突破历史记录。
比如2018年，黄和流域就有13条河流发生超历史洪水[7]。而同年的台风“山竹”，风速也突破了历史记录[8]。去年南方的水灾，也有10条河流发生超历史洪水[9]。
这些频繁超过历史记录的极端天气会造成一个后果，就是它们会使我们计算的重现期不准确。
前面已经说过，我们是根据历史数据计算重现期的。
比如在某地，我们有50年的历史数据。然后某一天，下了一次暴雨，这次暴雨的强度是a。我们查了查50年的历史数据，发现强度达到a的暴雨以前总共发生过五次，所以我们说这次暴雨是“十年一遇”。
假设在接下来的10年中，因为极端天气越来越频繁，强度达到a的暴雨，又发生了五次。
那么10年以后，我们就有60年的数据了，在这60年的数据中，我们总共有10次强度达到a的暴雨：前50年有五次，后10年有五次。
这么一算，强度达到a的暴雨的重现期，就变成了“六年一遇”（60年发生10次）。
换句话说，同样的暴雨强度a，已经不够格成为“十年一遇”的暴雨了，而降级成为了“六年一遇”。那么新的“十年一遇”的暴雨强度，也就自然会大于之前的强度a了(这里[10]有详细的举例和计算过程）。
这又会带来什么后果呢？就是我们的一些基础设施可能不够用了。
还是上面的例子，如果我们现在建一个水库，用来抵御强度为a的暴雨，也就是“十年一遇”的暴雨。那么十年后，这个水库就只能抵御“六年一遇”的暴雨了，再发生“十年一遇”的暴雨，可能它就抵御不了了。
当然，所有的一切都建立在一个假设上，就是在未来，极端天气会越来越频繁。
至于这一点，目前主流的观点，都是认同的，也就是气候变化、全球变暖会导致极端天气频发[11]。而根据各种气候模型计算呢，也是这么个结果。
我个人对于全球变暖持中立态度。虽然从这100多年的观测来看，的确气温是在升高的，但是还是我前面说的，在地球气候尺度上，样本太小了，不足以支撑这个论据。
但是不管怎么说，极端天气肯定是越来越多的，毕竟在气候领域我们的样本太小了，才100多年，所以很容易就会碰到样本之外的极端天气。
目前在地球整个的气候规律上，人类还真就“没见过什么世面”。
《黑天鹅》的作者塔勒布就认为，随着整个地球的系统越来越复杂，样本之外的极端事件，以后会越来越多[12]。对此，我深以为然。
当然，老塔说的这个极端事件不仅仅指极端天气，而是指任何方面，比如911恐怖袭击。他本人也随着成功预言到会有飞机撞大楼事件而名声大噪。
顺带说一句，老塔的三部曲《黑天鹅》《反脆弱》《随机漫步的傻瓜》都是非常精彩的著作，有兴趣的朋友们可以阅读一下。
到此，关于重现期的两点就说完了。那么对于这种极端天气我们有没有办法抵御呢？
很遗憾，没有。
我们无法抵御，只能适应，俗话说就是惹不起还躲不起么。
比如这次郑州地铁被困，我最开始还有疑问，为什么明明这么大暴雨地铁还在运营？
但是后来我一看，小时降雨量达到了200毫米，我就明白了，根本反应不过来。
2012年北京的721暴雨，我是亲自经历过的。就那样，城区当时一天的降雨量也就是215毫米。而郑州这次，一小时的降雨量就超了200毫米[14]。
在这种情况下，现有的应急预案根本反应不过来，因为就没见过这么急的雨。下图是当天的每小时降雨量，下午五点到六点之间，降雨量猛升到201.9毫米，这换做谁都没办法[15]。
郑州7月20日每小时降雨[15]
2012年世界杯巴西和中国打小组赛的时候，卡洛斯进了一个任意球，作为国家队的门将，江津后来在接受采访的时候说到：“以前从没见过球速这么快的射门”。
这不是江津水平有限、训练不够，你见都没见过，怎么训练？当天的郑州地铁，恐怕也是这个感觉。
除了应急预案之外，现有的基础设施，也面临一样的问题，除非重大的基础设施，比如三峡工程是按照万年一遇的标准设计的，其余设施在设计的时候没有考虑这种特别极端的事件。
不过说实话， 就算你考虑进去这种小概率极端天气，也未必会真的按照这种标准去修建基础设施。
比如北京的排水系统以前是按照“两年一遇”设计的，之后进行了更新，也就只是提升到了“十年一遇”[16]。
城市的基础设施，是服务于城市的经济、政治、市民等综合需求的，不是专门用来防洪的，防洪只是其中一个影响因素，并不是全部。
另外，郑州暴雨之后，有人对于耗资500亿修建海绵城市提出了异议，认为没什么用，还是防不住内涝。
其实这是另外一个误解，海绵城市从原理上讲，它就不是用来防极端天气的，它只能一定程度上缓解城市排水系统的压力[13]。
郑州这次的极端天气，且不要说是海绵城市了，就算是游泳池城市都没用，一样防不了。
海绵城市就是一个马甲，气温下降5度，可能套上会管点用。但是如果气温骤降到零下80度，你套100个马甲也没用。你这个时候说马甲质量不好，是不是会有一丢丢过分？
原文链接：“千年一遇”未必真的千年一遇
全文完，请保护好眼睛，且听下回分解。
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参考资料：
1. 科普：洪水频率和等级是怎样规定的?
2. 住房与城乡建设部：城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则
3. Oxford: The soggy view from UK's oldest rain record
4. 香港天文台：香港天文台的歷史
5. Harris, I., Osborn, T.J., Jones, P. et al. Version 4 of the CRU TS monthly high-resolution gridded multivariate climate dataset. Sci Data 7, 109 (2020). https://doi.org/10.1038/s41597-020-0453-3
6. 新华网：一组数据告诉你河南降雨有多强 郑州小时雨强突破中国大陆历史极值
7. 人民网：今年长江、黄河上游已分别发生2次编号洪水
8. HK01：【颱風大數據】山竹威力比溫黛強？香港歷年十號風球風力雨量比較
9. 中国水利：水利部召开水旱灾害防御新闻通气会
10. CWR：return periods
11. 中国气象局 气象服务首席专家朱定真接受采访：#如何看待甘肃马拉松选手遇难事件#？全球变暖导致极端气象事件频发
12. 纳西姆·尼古拉斯·塔勒布：《黑天鹅》《反脆弱》《随机漫步的傻瓜》
13：CWR: Sponge Cities: An Answer To Floods
14：人民网：北京遭遇61年以来最强暴雨
15: 澎湃新闻：动画告诉你河南暴雨有多大
16: 人民网：这一次，北京为何有惊无险
根据标题报道，太原市6909平方千米，这期间，太原总共下了14.9亿立方米的雨水，简单算术算一下（都换算成统一的“米”进制单位）：
14.9*10^8/（6909*10^6）=0.2157（m）
也就是说这段时间降水量为0.2157m，换算成mm是215.7mm，与报道中的203mm基本一致。
网上查资料可知，太原年平均降雨量456毫米。
从10月2日20时到10月7日8时不到5天的时间，太原市降水量达到了将近往年的一半，又是几十年一遇的降水。
我国城市市政设计时，雨水重现期一般按1~3年设计，重要地区3-5年，特别重要地区可采用10年或以上。重现期越长，城市对暴雨的应对能力越强，相应的投入也会越多。因此，从使用者角度讲，我们都希望市政雨水系统设计时，按照重现期越长越好，甚至超过100年才好呢，但是现实的经济实力却制约了我们的美好愿望，只能量入为出，能做到逐年改善已经不错，想一步到位是很困难的。从这个角度讲，我们的城市建设还有很大的提升空间。
按照1~3年重现期设计市政排水系统，遇到几十年一遇的降水，崩溃也是可以预期的。查到18年的新闻，太原是有应对特大暴雨的规划的，不过可能还没有完成，如果早点完成，遇到今年的大降水，应该会好很多。
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