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天气频繁“走极端” 温室气体难脱干系

2021-08-27来源:科技日报作者:张晔作者(文):作者(图): 发布: 责编:林雯访问量:16

  关注全球变暖①

  编者按 近年来,全球极端天气频发,严重威胁着人类的生命财产安全。近期河南的强降雨更是将气候问题推向风口浪尖。全球变暖的气候大背景是否直接造成极端天气?在人类可直观感受的温度上升之外,全球变暖还对地球环境造成了哪些影响?一系列问题引发人们的普遍关注。据此,本报推出系列报道,解读全球变暖带来的各种影响。

  温室气体就像盖在地球上方的大棚,短波辐射的太阳光可以穿透温室气体被地表吸收,但地表反射出来的长波热量辐射则无法穿过温室气体进入太空。于是地球越来越热,雨水也越来越多。这些雨水会在大气环流的作用下集中在局部地区,并且与台风、冷涡、低涡等天气形势相伴形成极端天气。

罗京佳

  新太阳城气候与应用前沿研究院院长

  8月9日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在日内瓦发布最新报告,报告称极端高温等极端天气将变得更加频繁。此前的8月4日,《中国气候变化蓝皮书(2021)》正式发布并指出,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。

  近年来,极端天气在全球各地频频出现。仅今年以来,我国就遭遇了年初的极寒天气、春季北方的沙尘暴、初夏武汉和南通的大风、夏季河南的暴雨……灾害天气给我们留下来深深的伤痕,也在不断提醒我们全球变暖带来的严重后果。

  “从统计和观测数据来看,在全球变暖的背景下,极端天气出现的频率确实在增加。”新太阳城气候与应用前沿研究院院长罗京佳教授告诉科技日报记者。

  许多人会心存疑问,极端天气频发与全球变暖有什么关系?全球变暖是如何影响天气的?在全球变暖的趋势下,未来气候将会呈现出怎样的发展走向?

  多重因素共同作用造成强降雨

  根据中国气象局数据统计,河南郑州国家基本气象站7月20日16时到17时的降水量,几乎占郑州常年总雨量——640.8毫米的1/3。

  中央气象台首席预报员陈涛说,7月17日以来河南强降雨过程累计雨量大、持续时间长、降水区域集中,小时雨强的极端特征也非常明显。其中,1小时201.9毫米的记录,超过了中国大陆有气象记录以来小时雨强的极值。

  据统计,7月17日—22日,河南中部和北部降水量普遍有200毫米—400毫米,河南有39个县市过程累计降水量达当地常年全年降水量的一半以上。其中,郑州、辉县、淇县等10个县市超过当地常年全年降水量。

  为什么会有这么强的降雨?

  “从科学角度来分析,形成河南这样的特大暴雨有多重因素,缺一不可。”罗京佳说,形成降雨不仅要有充沛的水汽,同时要有强烈的垂直上升运动,让水汽变成大水滴降落下来,还要有周围多种天气条件与之配合。

  国家气候中心副主任贾小龙在接受媒体采访时表示,河南省近期极端强降水事件综合了全球变暖背景及我国北方“七下八上”的降水集中期,是东亚大气环流异常协同作用的直接结果。同时,罗京佳认为,此次河南暴雨还有中小尺度对流系统在发生作用,其尺度可能只有一两百公里、生命周期只有几个小时,比如河南西北部的太行山和伏牛山的特殊地形,对偏东气流起到抬升辐合效应,强降水区在河南省西部、西北部沿山地区稳定少动,地形迎风坡前降水增幅明显。

  气候变暖加剧气候系统的不稳定,是造成极端天气气候事件频发的重要气候背景。贾小龙分析,全球变暖对今年极端强降水过程的贡献比例还有待进一步研究,但是全球变暖加大了极端强降水出现的概率已得到广泛认可。

  全球变暖导致气候不稳定性加剧

  近年来,无论是中国还是全球其他地方,极端天气气候事件频发。科学家一方面在不断追求极端天气的预报精度,一方面也在反思,近些年为何会有这么多极端天气出现?

  罗京佳认为,全球气候变暖加剧了气候系统不稳定,是造成极端天气气候事件频发、强度增强的根本原因。

  以暴雨为例,简单来说,天要下雨就需要积雨云,云是由水汽上升凝结而成的,而水蒸发成水汽需要受热,也就是说天气越热,积雨云就越多,雨也就越多。

  人类进入工业革命后,二氧化碳等温室气体排放快速增加。“这些温室气体就像盖在地球上方的大棚,短波辐射的太阳光可以穿透温室气体被地表吸收,但地表反射出来的长波热量辐射则无法穿过温室气体进入太空。于是地球越来越热,雨水也越来越多,这些雨水会在大气环流的作用下集中在局部地区,并且与台风、冷涡、低涡等天气形势相伴形成极端天气。”罗京佳解释说。

  而对于冬季的极寒事件,罗京佳认为,个别地方出现破纪录的低温只是个例,从全球有气象数据记录以来,平均气温上升是普遍现象。“就比如我是浙江人,小时候年年冬天都会下雪结很厚的冰,但是现在却很少见了。”罗京佳表示,由于现代人生活条件大大改善,导致抗寒能力下降,稍有降温就会形成深刻印象,但这并不能推翻科学仪器的观测记录。总的来说,无论冬季还是夏季,全球气温上升是不争的事实。

  虽然冬季的平均气温在上升,但时不时出现的强降雪,确实也是全球变暖在背后作祟。

  “地球平均气温每提升1℃,大气中就会多7%的水汽,这些水汽在夏季会以雨的形式落回地面,在冬季则是以降雪的方式出现,导致暴雪等灾害性天气发生。”罗京佳说。

地球自我调节规律或被打破

  对于有着46亿年“球龄”的地球来说,冷暖交替是常态,地球就像自带了一台超级空调。

  “在整个地球历史中,有考据的冰期发生过7—8次。”据中国科学院武汉地质古生物研究所的陈吉涛研究员介绍,从地球历史大尺度的角度看,我们现在仍处在相对较冷的时期。

  冰期是指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期,又称为冰川时期。地球表面没有大陆冰川的时期则为“温室”气候。而在冰川时期,冰川的进退会造成冰期和间冰期的交替出现。

  事实上,我们的地球现在正处于第四纪大冰期中的一次小的间冰期。其开始于一万一千多年前。按照“时间表”,间冰期结束之后,地球即将进入下一个小冰期,也就是说全球会逐渐变冷。但是因为人类活动的干扰,科学家无法对此次间冰期何时结束进行一个准确的预测。

  自从进入工业革命后,人类对化石能源的需求大大提高,导致温室气体排放显著提升,地球平均气温正在向相反的方向转变,并且让地球的自我调节机制“失灵”,从而影响到全球气候变化。

  “可以说,从极端天气频发现象来看,现在全球变暖已经从幕后走向台前。”罗京佳表示,如果全球变暖得不到有效控制,地球的自我调节规律将被打破,并有可能发生多米诺骨牌一样的效应,使得地球气候进入不可逆阶段,从而彻底滑向不可知的未来。

  罗京佳认为,全球变暖不仅制造出更强的降雨、更大的洪水和热浪,气温上升还会融化冰川,炎热会导致陆地干旱、荒漠化,加快水分蒸发与水土流失,最终形成更多的极端天气。

  在当前这样的情况下,头痛医头、脚痛医脚的治理思路基本已经穷尽潜力,未来需要新的应对思路,比如大规模地减少化石燃料的消耗,大规模实施新能源的替代,才能减缓全球变暖。

  “全球气候变化不仅仅是科学家的事情,事实上全球气候变化已经成为一种共识,它不再是单一的具有科学性的问题,而会涉及到一系列经济和政策问题。”罗京佳认为,为了应对气候变化的威胁,需要采取国际协议和必要政策,共同限制温室气体排放。

 科技日报 20210812 5版

 巴彦淖尔晚报转载 20210818 5版

 陕西工人报转载 20210813 4版


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