百年千年一遇的洪灾到底多少年能碰上?
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明
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最近华北地区遇到了强降雨带来的水灾。类似自然灾害我们经常听到多少年一遇的说法,比如说某降雨是百年一遇,五百年一遇,甚至还有千年一遇。
听到此类说法时,我们的第一反应是这真是非常罕见的自然灾害。但越来越多的人开始注意到:“这N年一遇好像有点多,要真是百年一遇,难道不该是我一辈子运气不好才碰上一回吗?怎么还能听得耳熟了?”
以北京为例。2012年7月21-22日,北京遭遇强降雨,造成了巨大的生命财产损失,也是至今让很多人无法忘却的“721”。根据当时的新闻资料,截止22日2时,北京全市平均降雨量164毫米,城区平均降雨量212毫米,降雨最大点在房山区河北镇,降雨量519毫米,定性是局部降雨量500年一遇。
仅仅4年后,2016年7月19日,华北地区再度遇到强降雨,当时北京气象监测数据显示19日1时至20日22时降水量,全市平均降雨199.9毫米,城区平均260.7毫米,降雨强度超过了721。
而2023年7月29日20时至31日22时,北京地区全市平均降雨量236.3毫米,城区平均223.4毫米。到8月2日,降雨量超过当地有仪器观测的记录,也就是把超过721的719也超了。
2012-2023,总共11年,要是721属于500年一遇,那北京的小伙伴11年遇上了3个500年。这500年一遇也太不矜持了,像哈雷慧星76年一遇,别说11年3回,就是谁要50年见两回都不行。
这也让很多人不免怀疑专家们是不是又在鬼扯了。
对自然灾害的多年一遇有误解或者说理解过于字面的,全世界都有。例如2017年夏,美国休斯顿因飓风Harvey侵袭,遭遇了严重水灾,被定性为500年一遇的水灾。时任美国总统特朗普说话既爱夸张,又特别喜欢形象(抽象的自己脑子也不够使),发表演说时专门强调,这次灾情是千年一遇,一千年才能碰上这么一回。
所以在Fauci被特朗普搞得掩面的几年前,美国的气象专家们就已经头大过了。
其实2015年与2016年休斯顿地区已连续遭遇两次500年一遇的水灾,飓风Harvey是第三次,哪来的1000年才发生一次啊。
强降雨、洪涝等自然灾害里的N年一遇,不是字面上的多少年发生一回,而是一种概率表述。以百年一遇的洪涝为例,它实际是气象学上的专用表述,是指某个地方,每年发生某一特定程度的洪涝灾害现象,概率是百分之一。
注意这里每一年的概率是独立的,互不影响,或者说每一年发生此类洪灾的概率都是百分之一。好比我们掷色子,6个面,扔到数字6的概率是六分之一,每次扔到数字6的概率都是如此。不会因为我们第一次扔到6了,第二次就不会再扔到6;也不会因为前5次都不是6,第6次就必然是6——虽然有些赌客会这么想,但这也是为什么赌客都是成就赌场老板成为富豪的韭菜。
色子获得任一数字的概率是六分之一,这个概率是怎么来的?是假设我们扔很多很多次,把这些结果平均下来,每一面的占比会是六分之一。类似的,某种程度洪灾发生的概率是百分之一,是在很长的时间维度上,比如一万年,某地此类洪灾大概会发生一百次,平均下来每年发生的概率就是百分之一。把这个每年百分之一的表述稍微改一下,就会是平均下来一百年一次,也就有了百年一遇这个说法。
五百年一遇,千年一遇,也是同样的道理,分别对应每一年发生的概率为千分之二与千分之一。
所以特朗普说2017年休斯顿遇上的水灾1000年才会发生一次完全错了。休斯顿2017年的严重水灾从概率上来说是小概率,但这种概率在2016、2018都一样。不存在上一次是1000年前,下一次要再等1000年。2015-2017休斯顿连续三年遇到了500年一遇的洪灾,本身也没有违背500年一遇的概率定义。好比咱不能连扔了3个6就说这色子扔出6的概率是100%,更不能扔出一次6了,下一次还是6就说庄家出老千,两个6必须间隔5次。
参考美国地质调查局(USGS)对美国一个村庄Ste. Marie的一条河流径流峰值的历史数据:
可能很多人会想了,就算咱自认倒霉,千年一遇能连续几年发生,偏偏都让咱碰上了,但你这推导千年一遇的过程能靠谱吗?毕竟十年一遇你能回溯100年的历史记录,看看平均下来某条河的径流峰值最高的十次是什么,百年一遇难道你能找一千年的气象水文数据来看最高的十次吗?更何况千年一遇,需要的数据时间维度不都超过了人类文明史了吗?
(这计算难度应该没到小学奥数水平,每年不发生洪灾的概率是99%,连续30年都不发生就是0.99^30,30年里遇上至少一次的概率是1-0.99^30=26%。大家也可以算一下如果是十年一遇、五十年一遇防洪水平,住在这些地方的人到底面临多大风险。)
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参考资料
https://www.chinanews.com.cn/m/gn/2016/07-21/7946445.shtml
http://shehui.china.com.cn/2023-08/02/content_97701138.htm
https://www.vox.com/science-and-health/2017/8/28/16211392/100-500-year-flood-meaning
https://www.usgs.gov/special-topics/water-science-school/science/floods-and-recurrence-intervals
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