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权威报告警示极端天气幕后“黑手”,人力能应对几分?

极端天气频发,愈演愈烈,重要原因是极端气候的变化。应对困境,人类唯有团结协作。
 
撰文 | 祝叶华
 
2021年8月4日,《中国气候变化蓝皮书(2021)》(以下简称《蓝皮书》)正式发布。文件内容显示,全球变暖趋势仍在持续,极端天气气候事件风险进一步加剧。8月9日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布了第六次评估报告第一工作组报告,报告中发布“红色警告”:部分气候变化后果已无法逆转,需谨防“气候临界点”到来。
下载地址:http://zwgk.cma.gov.cn/zfxxgk/gknr/qxbg/201905/t20190524_1709279.html
 
极端天气事件一般是指一定地区在一定时间内出现的历史上罕见的气象事件,如极端高温、极端低温、极端干旱、极端降水等,其发生概率通常小于5%或10%。不过,近年来极端天气事件愈加频繁,最近发生的极端天气事件更是大打破了长久以来的纪录。今年,我国河南出现历史罕见极端强降雨、台风“烟花”致华东沿海强风雨、黑龙江发生龙卷风天气、江苏、武汉等地强对流多次发生和重复发生且风灾异常显著……前不久,比利时、德国、卢森堡、瑞士、法国及荷兰也遭遇暴雨,多人遇难,经济损失惨重。频发的极端天气事件带给我们更多的思考,归因何在,如何预测和预警。
 
洪涝灾害的不可控性
洪灾过后,河南省重灾区都里镇满目洪荒,桥梁断裂、房屋坍塌,村民家园亟待重修。董飞 摄丨来源媒体:中新网
 
许多河流会定期发生洪水。造成洪的因素有许多:强降水、不寻常的海啸或水坝、蓄水池或其他蓄水结构的破坏等,都可能造成洪水。在全球范围内,洪水是自然灾害中最频繁和最具破坏性的。
 
大多数洪水需要几个小时甚至几天才能形成,这给居民留出了准备或疏散的时间。而另一些所谓的骤发洪水可能极其危险,它会瞬间将潺潺的小溪甚至是干涸的河床变成急流,横扫下游道路上的一切。灾难发生之前,尽可能做到预警预测,会在最大程度上降低伤害。
 
现在,凭借卫星遥感以及气候模型等技术,人类已经能够初步做到对气候的预警预测。例如,香港浸会大学的研究小组分析了1961年至2017年期间在中国沿海登陆并持续超过两天的406个热带气旋,同时借助世界各地气象和建模中心开发的8个全球气候模型进行了数值模拟[1]。分析结果显示,1961年至2017年间,在中国沿海登陆的热带气旋平均移动速度下降了11%。与快速移动的热带气旋相比,这些缓慢移动的热带气旋平均带来约20%的本地总降雨量,为当地带来了更大的洪水风险。
 
研究还发现,1990年后,珠江三角洲更为频密地出现移动速度较低、总雨量较高的热带气旋。这项研究提供的证据表明,热带气旋移动较慢,往往会增加降雨量,从而在区域范围内造成更大的洪水风险。这意味着,珠三角地区需要制定更全面、更综合的洪水风险管理策略,以及灵活的适应方案,以应付日益严重的洪水威胁。
 
虽然气候模型在洪水预警预测方面发挥了重要的作用,但是自然灾害毕竟具有很大的不可控性,增加了精准预测的难度。今年入汛以来,我国北方降雨偏多,中国气象局网站解读显示,这与东北冷涡活跃和副热带高压位置关系密切。同时也“摆脱不了”海温和积雪等外部强迫因素(指在气候系统之外引起气候系统变化的强迫因素)的异常和影响。
 
2021年7月30日,灾害天气国家重点实验室组织召开“21·7”河南极端暴雨研讨会,与会专家认为,本次河南极端暴雨发生在大气环流形势异常的背景下,并受到多尺度系统、地形等影响,形成和发展过程中存在复杂的科学问题。亟需进一步深入研究和探索这次极端暴雨的形成机理、数值预报、气候变化和城市化影响等方面[2]。
 
高温热浪逐渐攀升
来源:pixabay
 
与地震、台风一样,持续的高温热浪也是一种自然灾害。近年来,热浪天气已成为全球性问题。2021年7月,发表在《柳叶刀·星球健康》(The Lancet Planet Health)上的一项研究表明,2000~2019年二十年间,全世界范围内每年有超过500万人死于高温或低温。并且,在这二十年间,世界各地与高温相关的死亡人数都有所增加,气候变化还将使这一趋势变得更糟[3]。
 
高温热浪天气与温室气体排放关系最为密切。2020年6月,《地学》杂志(Geology)上发表的一篇文章中就提到,如今大气中的二氧化碳CO2水平比过去2300万年都要高[4]。植物在生长过程中,碳的两种稳定同位素的相对数量会随着大气中CO2含量的变化而变化,研究人员便利用这一点,测量了古代植物组织化石遗迹中碳同位素的相对含量,计算出古代植物生长时大气中的CO2浓度,创造了一份全新的跨越2300万年的地球大气CO2含量的不间断历史记录。这份全新的CO2“时间表”显示,历史上没有任何CO2波动可以与当今CO2的急剧增加相提并论——至少没有证据现实如此——今天的温室效应在最近的地质历史中是独一无二的,而今天大气中碳含量的变化速度远比过去要快。
 
2020年5月《美国科学院院刊》(PNAS)刊登了一篇文章,量化了在高温热浪下受影响的地区和人数[5]。研究人员预测道,如果全球变暖继续不加控制,本世纪晚些时候,某些地区的高温会让多达30亿人 “几乎无法居住”。除非减少温室气体排放,否则,全球年平均气温将会超过气候“生态位”——大约11℃到15℃——人类已经在这个温度生态位下生存繁衍了6000年。
 
逐渐加剧的干旱
来源:pixabay
 
降水的变化、气温的升高、地下水的枯竭以及人类的决策正在加剧全球许多地区的干旱程度。统计结果显示,全球最敏感、最脆弱的生态系统——即全球干旱生态系统面积——占陆地面积的41%,它已经,或正在,引发严重的水资源短缺、土地退化和荒漠化危机。干旱的影响会随着时间的推移而慢慢发展,更深远的影响还可能会被低估。
 
2020年1月16日,联合国世界粮食计划署称,继干旱、洪水以及经济混乱等灾难之后,由16个国家组成的南部非洲发展共同体的4500万人正面临着日益恶化的饥饿状况。尤其是津巴布韦,这个曾经是南部非洲粮仓的国家现在正面临着不断加剧的粮食短缺,由通货膨胀和干旱而引发。
 
在中国,干旱也是一种常见的自然灾害。2020年4月,我国云南省遭遇了近10年来最严重的干旱,上百万人饮用水告急,约100条河流断流,农作物受旱面积达460万亩。美国和墨西哥湾的大部分地区也面临着前所未有的特大干旱。2021年8月初,《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上发表的一项新研究称,在过去50年里,美国西部大部分地区的暴雨之间的干旱期变得更长,年降雨量也变得更不稳定[7]。哥伦比亚气候学家利用模型分析对比了地球历史上特大干旱阶段的气候情况和当前的气候情况,结果发现,两者的气候数据非常吻合,这意味着北美洲出现特大干旱几乎是必然发生的灾害[6]。
 
为了评估干旱的程度,科学家计算出各种不同类型的干旱指数,适用于广泛的干旱研究。世界不同地区的干旱也会采用不同的干旱风险模型来评估。2020年4月,哥伦比亚大学研究人员在《科学》(Science)发文,称他们推测出美国西部和墨西哥北部正在发生一场有史以来最严重的大旱灾[6]。研究人员利用成千上万棵树的年轮,推断该地区的平均土壤湿度,并绘制了该地区几十次干旱的图表。结果显示,目前的干旱比以往任何一次干旱持续的时间都更久,影响的地区更广泛。干旱或许与厄尔尼诺/拉尼娜气候模式有关。尽管科学家无法预测干旱会持续多长时间、有多严重,但早期预警系统和监测工具可以最大限度减少干旱的破坏性影响。
 
人类对极端天气并不陌生,但是气候变化无疑增加了极端天气的发生频率和严重程度。对于极端天气事件来说,气候变化在很大概率上扮演着火上浇油的角色,而在一个逐渐变暖的世界里,可能还有很多情况是当前的气候模型所无法预测的。所以,世界各国必须协调一致,努力应对气候变化。现阶段,各国积极完成碳中和的目标是应对气候变化,减少和减弱极端天气事件发生的有力举措;另一方面,加强建设早期预警系统,对各国尤其是欠发达地区也尤为重要。
 
参考文献
 
[1] Yangchen Lai, Jianfeng Li, Xihui Gu, Yongqin David Chen, Dongdong Kong, Thian Yew Gan, Maofeng Liu, Qingquan Li, Guofeng Wu. Greater flood risks in response to slowdown of tropical cyclones over the coast of China. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 117 (26): 14751 DOI: 10.1073/pnas.1918987117.
 
[2]http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/202108/t20210802_582179.html.
 
[3] https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2542519621000814.
 
[4] https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G47681.1/586769/A-23-m-y-record-of-low-atmospheric-CO2.
 
[5] https://www.pnas.org/content/117/21/11350.
 
[6] https://science.sciencemag.org/content/368/6488/314.
 
[7] Fangyue Zhang, Joel A. Biederman, Matthew P. Dannenberg, Dong Yan, Sasha C. Reed, William K. Smith. Five Decades of Observed Daily Precipitation Reveal Longer and More Variable Drought Events Across Much of the Western United States. Geophysical Research Letters, 2021; 48 (7) DOI: 10.1029/2020GL092293.



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