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研究 | 复合型极端天气气候事件，人为因素有哪些影响？

中国气象 2023-12-29
日前，在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）上，联合国防治荒漠化公约秘书处发布《2023年全球干旱概况》报告指出，过去两年因人为活动导致的干旱引发前所未有的紧急状况。

随着全球变暖，近年来地球在冷热与干湿间起伏交替，极端天气气候事件多发频发重发。人类活动到底在多大程度上影响气候？10月11日，中国科学院大气物理研究所研究员钱诚所在课题组联合德国的合作者在《极端天气和气候》（Weather and Climate Extremes）发表同行评议研究论文《人为因素对中国洪水-热浪空间复合型极端事件的影响及未来风险预估》，从极端天气气候事件归因和预估研究角度就此作出解读。

2023年3月25日，在意大利皮埃蒙特大区拍摄的干涸的杰索河河床。新华社发（费德里科·塔尔迪托摄）

每当极端天气气候事件发生后，研究并判断这样的事件是否和人类活动引起的气候变化有联系，在科学上被称为“极端事件归因”。极端天气气候事件的归因旨在定量地回答人为气候变化是否以及在多大程度上改变了特定事件的特征，通常这些特征围绕发生频率和强度展开。

目前，大部分事件归因研究都集中在单一变量的事件，比如和温度有关的高温热浪、或者和降水有关的超强降水事件等。今年夏季我国华北地区的极端高温热浪以及2020年长江中下游地区梅雨期的超强降水就是单一变量的天气事件。

需要注意的是，近年来极端天气气候事件呈现出一些新的特征，多种气候驱动因子和灾害交织发生，给人类社会和环境带来巨大风险，这类事件名为“复合型极端事件”，它们因复杂程度更高，往往比单一变量事件更易造成严重影响。例如，临近地区同时出现极端事件易导致巨大的叠加影响，这类事件称之为“空间复合型事件”。钱诚等的研究论文提出采用故事线-概率结合的归因框架开展复合型极端事件归因，通过构造环流相似的故事线归因新方法来量化动力和热力作用对单次极端事件强度的贡献。

论文中，对2020年6月至7月空间复合型极端事件特征进行分析

以2020年6月至7月我国的一次典型空间复合型事件为例，在这期间，长江中下游地区长达62天的梅雨期总降水量破纪录，入选当年国内十大天气气候事件。与此同时，临近的华南地区高温破纪录，海口市在梅雨期内经历了44个高温日，华南地区旱情明显，7月中旬华南有75.8万平方公里达到了严重干旱标准。

针对这一空间复合型事件，研究者以标准化的北边强降水、南边高温热浪的平均值建立了空间复合型极端事件的指数，用“构造环流相似的故事线归因新方法”揭示了异常大气环流动力项对该次复合型事件强度的贡献为51%，而人为强迫热力项对该次复合型事件强度的贡献为39%。这里的人为强迫包括工业革命以来人类向大气中排放的温室气体、气溶胶以及大规模的土地利用。由此可见，人类活动对这次事件强度的贡献是很大的。

论文中，以标准化的北边强降水、南边高温热浪的平均值建立了空间复合型极端事件的指数，揭示了人为强迫热力项对该次复合型事件强度的贡献为39%



同时，课题组把这次复合型事件看成类似事件的个例，统计了强度接近或超过这次事件的案例发生概率，进而发现，人为气候变化使得类似此次2020年空间复合型极端事件的发生概率至少增加了10倍。另外，该项研究预估，在未来高排放的情景下（共享社会经济路径，简称SSP5-8.5），到本世纪中叶和本世纪末，类似事件的发生概率将分别比当前气候条件下增加10倍和14倍；乐观情况下，若本世纪末全球升温能够控制在1.5℃以内，实现碳中和的情景下（SSP1-1.9，该情景下2060年左右二氧化碳达到净零排放），这样的事件发生概率将减小到7倍。

论文中，对空间复合型极端事件开展基于概率的归因及未来预估

虽然未来类似极端天气气候事件还将不可避免地增加，但其发生概率如果能从14倍降低到7倍，这种遏制极端事件的幅度还是很可观的，显示了“碳中和”发展路径所带来的积极作用。

中国气象报社  出品
作者：张娟
编辑：闻歌 吴鹏 赵晓妮
审核：段昊书
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