一场稀有天灾来临在河南，作为内陆大城市的郑州，遇见打破纪录的特大暴雨，旋即面临严峻的城市内涝灾祸，引发举国重视。

　　19日20时到20日20时，郑州单日降雨量到达552.5mm；17日20时到20日20时，三天的进程降雨量617.1mm。其间小时降水、单日降水均已打破自1951年郑州建站以来60年的前史记载。

　　郑州终年均匀全年降雨量为640.8mm，相当于这三天下了以往一年的量。从气候学的视点来看，小时降水、日降水的概率，重现期经过散布曲线拟合来看，都是超千年一遇的。

　　本文由自微信大众号“眺望东方周刊”（ID：lwdflwdf）综编自大河报、观察者网、我国科学院大气物理研究所官网、汹涌新闻等，原文首发于2021年7月22日，原标题为《气候里的“百年一遇”是一百年里只遇见一次？还真不是这样……》。

　　作为水文学概念重现期（return period）在中文里的简化表述，“百年一遇”“千年一遇”被用来来描绘降雨量级。

　　所谓重现期，是指在必定时代的降水记载材料核算期内，大于或等于某暴雨强度的降雨，呈现一次的均匀距离时刻。

　　举个比如，根据某个区域长时刻的降水记载，可核算出某量级的降水均匀距离多少年呈现一次，某区域“五年一遇的降水”，即这一量级的降水均匀五年在当地产生一次（重现期为五年），表明该区域产生此次量级降水的年几率为20%。

　　由于重现期是概率学核算的成果，即根据现有数据经过函数拟和得到所需值。所以，所谓“千年一遇”并不必定需求一千年或许更长时刻序列的数据。郑州气候局所说的“超千年一遇”，也便是这样核算出来的。

　　从数学概率的视点来说，“百年一遇降水”便是每年产生的几率是1% ，而不是百年里只产生一次，或每隔百年就要产生一次，它或许在百年内产生屡次。

　　根据核算，“百年一遇降水”在一百年中有36.6%的概率不会产生，而产生1次或1次以上的概率则是63.4%。

　　我国幅员辽阔，各区域气候水文条件纷歧。因而某个量级的降水，在各地呈现的概率也不同，干旱少水区域一次百年一遇的降水，在终年降水充分的区域，或许就会变成五年一遇。

　　也正是由于各地的某一量级降水产生概率不同、水文土壤条件纷歧，其应对极点降水的经历、客观因素也就有了差异。

　　2013年8月14日至19日，受强飓风“尤特”和激烈南海西南季风影响，广东遭受了1951年以来最极点的一次降水进程，惠东县高潭镇一站点测得最大单日降水为906 mm，为当地千年一遇。906mm这一数据，即高于本次郑州单日552.5mm的量级。

　　我国从20世纪50时代开端，才全面建起一致规范的气候观测网络，因而对极点气候的气候专业报道中，“1951年以来的前史极值”也是一种常见说法，相同能够阐明这一极点气候的严峻性。

　　此次郑州市及相关区域面临的特大暴雨，在中部区域较为稀有，可谓一场超强的“陆地飓风”。20日下午16时到17时，郑州一个小时内降水量达201.9mm——仅一小时降水，即逼近了2012年北京“7.21”特大暴雨一整天市区212mm降水量的数值。

　　根据气候部门猜测，7月21日08时至22日08时，河南中北部、河北中南部、山西东部以及广东中西部滨海、广西东南部、海南岛西北部、云南南部等地的部分区域有暴雨到大暴雨，其间河南北部、河北南部局地有特大暴雨（250～280毫米）。

　　（原文刊载于我国科学院大气物理研究所官网2017年12月29日，原标题为《以50年重现期改变衡量的我国未来极点冷温暖降水及干旱事情改变》）

　　我国科学院大气物理研究所、国家气候中心和意大利世界理论物理研究中心等组织的研究人员协作，根据新的全球形式比较方案（CMIP5）中20多个形式成果进行未来气候改变的调集预估，剖析了我国区域在不同温室气体排放情形下，21世纪各时期50年一遇的强温度和降水事情的改变。剖析运用了4个目标进行，年极点最高气温（TXx）、极点最低气温值（TNn）、最大5日降水量（RX5day）和接连干旱（无降水）日数（CDD）。

　　以高排放情形的RCP8.5途径为例，关于极点温度事情，他们发现跟着全球变暖，50年一遇的TXx值将添加，TNn值将减小，到21世纪末全国均匀的改变起伏别离到达5.4°C和5.6°。而现在50年一遇的极点高温事情，在21世纪末将变为1年多一遇，50年一遇的极点冷事情则将消失。即未来极点高温事情的强度和频率，都会有很大的添加，极点低温事情的改变则相反。

　　相同以RCP8.5为例，50年一遇的RX5day的值，即强降水事情强度，在各地未来会不断增大，到21世纪末全国均匀的添加值为近30%，云南等地的添加最大值能够到达50%以上；现在50年一遇的强降水事情在21世纪末将变为几年一遇。CDD的改变特色为在我国降水偏少的北方削减，降水多的南边添加，和极点降水事情的成果结合起来，能够看到我国南边未来将呈现干旱和暴雨洪涝事情一起添加的状况。

　　研究人员介绍说。和许多其他研究成果相似，一般来说温室气体浓度越高，所对应的极点事情改变也更剧烈，然后形成的损害和丢失也越大，反映了未来减缓温室气体排放的重要性。一起他们指出，现在受形式展开水平的约束，对未来气候改变预估也还存在这较多的不确认性，全球形式在我国区域的模仿功用也依变量和区域而定，比如气温的模仿作用比降水会更好一些，对均匀气候的模仿作用比极点事情会更好一些等，未来需求在形式展开方面展开更多的作业，并且测验运用更高分辨率的区域气候形式，对我国极点事情进行预估。

　　以盒须图所表明的，CMIP5多形式对我国及不同分区现在（1986-2005年）重现期为50年的RX5day事情，在21世纪初期、中期和晚期(2016-2035, 2046-2065 和2080-2099年)的重现期长度的预估（单位：年）。图中不同的色彩代表不同的温室气体排放情形，其间蓝色为RCP2.5，绿色为RCP4.5，赤色的为RCP8.5。盒须图中的竖直虚线表明一切形式的预估规划，框代表75%的形式在其规划内，横线是多形式的中值。

　　（来历科学松鼠会，转载于观察者网2012年7月22日，原标题为《“N年一遇”为何年年遇？》）

　　近年来，“N年一遇”一再呈现，人们看到审美疲劳，乃至置疑它是顶逃避责任的“毫不隐讳的帽子”。“N年一遇”到底是算出来的仍是拍脑袋想出来的？是不是哪里都能运用“N年一遇”？N是不是能够无限扩大到几千几万？

　　高考题中曾呈现过这么一道数学填空题：根据如下某河流水位概率散布图，挑选该河流均匀至少一百年才产生一次的洪水最低水位。实践上，“百年一遇”的洪水便是这么算出来的。某条河曩昔400年，水位50米呈现过4次，产生概率为1%，是“百年一遇”洪水。本年发大水水位涨到50米，那么下一年核算时50米水位概率就成了1.25%，这样50米水位就成了“80年一遇”洪水。可是核算样本和办法自身就存在差错，所以N一般只取个大数，例如五十年，一百年。

　　“N年一遇”是前史核算，需求足够多的样本数，N比材料年限小的时分才牢靠。比如，只要一百年水文记载的河流，核算它“五十年一遇”的洪水量级就现已比较牵强，更甭说“百年一遇”，“千年一遇”………

　　我国水文前史记载很长远，有的区域洪水和干旱的前史记载到达上千年。可是气候灾祸的降水、风速、温度等要素在现代观测仪器创造曾经很难取得。我国从20世纪50时代开端，才全面建起一致规范的气候观测网络。那些所谓“五十年一遇”乃至“一百年一遇”气候灾祸的说法十分可疑。全国惯例气候观测记载也就五六十年，又怎样确认前史上均匀一百年才会产生的气候灾祸？其实气候专业报道的常用说法是“降水量（温度）到达N年来最高（低）值”，一传二传就成了“五十年一遇”、“百年一遇”。

　　就差了一个字，“N年不遇”像是“N年一遇”的山寨版。它的意思能够被了解为曩昔五十年里都没有呈现的灾情，也可所以产生概率低于2%的灾情。它的频频呈现让本来就鱼龙混杂的“N年一遇”变得愈加杂乱。假如仅仅要描绘灾情有多严峻，完全不触及灾情稀有程度。为了防止混淆视听，主张改用“近N年未遇”。这样媒体讲得定心，观众也看得了解。

　　（原文刊载于汹涌新闻网易号2020年7月18日，原标题为《长江委水文局：为何“百年一遇”的洪水遇到了好几次？》）

　　规划洪水是一个点评工程安全危险程度的概念。在工程规划阶段，工程确认规划要一起顾及工程安全和经济可行。对工程安全构成威胁的天然危险就包含了地震、暴风、雷电、暴雨、洪水等等。关于咱们耳熟能详的水库、堤防、桥梁、码头等等工程来说，为了满意其功用和安全性，就需求使其能够抵挡某一量级的洪水。

　　的确，在前期，水利工程规划是根据前史上实实在在呈现过的大洪水加以核算处理作为规划洪水规范的。但前史太长，咱们对洪水的观测又相对太短，所以人们开端用概率描绘某一量级洪水呈现的或许性（水文上习惯称频率），“N年一遇规划洪水”呈现了。

　　“N年一遇”是一个核算学概念，咱们形象地称之为“重现期”，重现期的倒数P则叫做“规划频率”。

　　假如把产生某一量级以上的洪水看做一个事情，“重现期”N则表明产生这一事情均匀需求轮转的年数。当咱们说“百年一遇规划洪水“的时分，实践上是说在很长很长的前史时期内，均匀100年就能够产生1次不小于这一量级的洪水，这个“量级”可所以洪峰流量，也可所以洪量。

　　需求留意的是，均匀100年呈现1次，并非每100年呈现一次。怎样了解呢？咱们回到重现期的倒数“规划频率”上来：

　　那么，每年都有0.01的或许性呈现百年一遇规划洪水，在接连的100年中呈现1次或1次以上百年一遇规划洪水的概率仍是1%吗？

　　当然，即使这100年傍边一次大于等于百年一遇规范的规划洪水都没呈现过，也是或许的，并且概率有36.6%。

　　把很长的前史时期产生的大洪水看做一个全体，产生百年一遇规划洪水是事情，那么这一事情在全体中的散布是不均匀的。比如在1万年中产生了100场这样的洪水，或许前5000年产生了60场，后5000年只产生了40场。

　　一支福利彩票的中奖率是1%，小王、小李、小张各买了100张，小王1张没中，小李中了2张，小张中了1张，能够说小王很哀痛，可是成果却是具有合理性的。

　　而另一方面，以长江流域为例，流域面积180万平方千米，巨细湖泊与干支流很多。同一年中不同河流乃至同一河流的不同河段，丰枯水平都是不同的，其规划洪水规范也便是别离确认的；而洪水重现期又能够对洪峰、不一起段洪量别离点评——遇到矮胖型洪水，洪峰重现期短、洪量重现期长；遇到尖瘦型洪水，则相反。

　　或许长江支流A本年呈现五十年一遇规划洪峰流量，支流B下一年呈现百年一遇最大3日洪量，支流C后年呈现五十年一遇最大7日洪量，刚好经过各种媒体渠道捕捉到这些消息却不甚了解的网友就会产生“长江怎样年年发大水”的幻觉。

　　再打个比如，每个人每年过1次生日，生日的重现期是365天。你的朋友小王昨日生日、小李今日生日、小张明日生日，你不由慨叹“生日”这个事情怎样总是产生，可是这并不影响一个人刚好今日生日的概率是1/365。

　　汉口水文站有实测洪水材料以来，最大60日洪量排名前2位的别离是1954年和1998年，其间1998年的洪量重现期在50~100年间，也便是说，在1954~1998年这45年的时刻内，产生了2次重现期大于50年的洪水。

　　以1998年长江上游不同支流的洪水为例，岷江、沱江1998年是中小洪水年，而沱江二级支流索溪河则产生了重现期超越50年的特大洪水；嘉陵江武胜以下的两条支流中，东支渠江1998年是小水年，西支涪江部分则呈现了超前史记载的洪水。

　　本年鄱阳湖、綦江等流域水系都已产生了超前史洪水，重现期初估都在50年以上；2018年嘉陵江干流实测洪峰流量重现期约50年，其支流白龙江部分实测洪峰流量重现期约100年；2016年长江中游清江出口控制站复原水库影响后洪峰流量重现期约100年。

　　了解了这么多关于规划洪水重现期、规划频率的概念，那规划频率是怎样核算的呢？重现期与前史排位又有什么关系？

　　前面提到，汉口水文站实测最大60日洪量排名榜首的是1954年。汉口站从1922年开端监测并核算时段最大洪量，至今近100年，是不是能够由此核算1954年的重现期约为100年呢？

　　水文进程的改变是随时刻改变的不平稳随机进程，咱们实践观测了N年，所组成的容量为N的样本，实践上仅仅无限长的前史时期这个“整体”傍边无数组样本的其间之一，直接用这个样本中某一事情实践呈现的频率去核算理论概率，必定极大地受到了抽样差错的影响。就比如皇马和巴塞罗那踢3场球，皇马赢了2场，咱们不能由此判别皇马胜率为66.7%。

　　这个时分，才智的咱们想到了查询前史洪水和凭借模型的手法，这个模型在水文核算中称为线型挑选。现在我国最常用的水文频率核算散布线型为皮尔逊III型散布（简称P-III）。

　　答案是否定的。跟着实测系列的延伸，样本容量产生改变，规划洪水需求不断批改；而区域内气候、下垫面条件的趋势性改变以及人类的影响（比如在河流上建筑水库调蓄来水）都会导致水文情势产生改变，洪水作为一种典型的水文特征，它的重现期天然也会随之改变，到那时分，就要从头核算规划频率了。

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