频繁的天气“走向极端”温室气体难以清除

编者按近年来，全球极端天气频发，严重威胁人类生命财产安全。最近河南的暴雨把气候问题推到了风口浪尖。全球变暖的气候背景是否直接导致极端天气？除了人类可以直观感受到的温度上升，全球变暖对地球环境有哪些影响？一系列问题引起了广泛关注。基于此，该报推出了一系列报道来解读全球变暖的各种影响。

温室气体就像地球上方的温室。短波辐射的太阳光可以穿透温室气体被地球表面吸收，但地球表面反射的长波热辐射无法通过温室气体进入太空。所以地球变得越来越热，雨水也越来越多。雨水在大气环流的作用下会集中在局部地区，并伴随台风、冷涡、低涡等天气情况形成极端天气。

罗京佳

南京信息科技大学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称，极端高温等极端天气将变得更加频繁。《中国气候变化蓝皮书（2021）》年8月4日正式发布，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，极端天气在世界各地频繁发生。仅今年以来，我国就遭遇年初极寒天气，春季北方沙尘暴，初夏武汉、南通大风，夏季河南暴雨.灾害性天气给我们留下了深深的伤疤，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。”南京信息科技大学气候与应用前沿研究院院长罗静佳教授告诉科技日报记者。

很多人会好奇频繁的极端天气和全球变暖有什么关系。全球变暖如何影响天气？在全球变暖的趋势下，未来的气候会呈现怎样的变化？

多种因素共同导致了强降雨

据中国气象局统计，河南郑州7月20日16时至17时的降水量，几乎占郑州全年总降水量——640.8毫米的三分之一。

中央气象台首席预报员陈涛表示，7月17日以来，河南的强降雨过程积累了大量降雨，持续时间长，降水区域集中，小时降雨强度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的小时雨强极值。

据统计，7月17日至7月22日，河南中北部降水量普遍在200毫米-400毫米之间，河南39个县市累计降水量达到当地年降水量的一半以上。其中，郑州、辉县、祁县等10个县市超过当地年降水量。

为什么会有这么大的降雨量？

“从科学的角度来看，像河南这样形成暴雨的因素很多，缺一不可。”罗静佳说，降雨的形成不仅要有充沛的水汽，还要有强烈的垂直向上运动，使水汽能够转变成大水滴落下来，还要与周围的各种天气条件相协调。

国家气候中心副主任贾晓龙在接受媒体采访时表示，近期河南省极端降水事件综合了全球变暖背景和我国北方“七降八高”降水集中期，是东亚异常大气环流协同作用的直接结果。同时，罗静佳认为，河南省的暴雨也有一个中小尺度的对流系统，其尺度可能只有一两百公里，生命周期也只有几个小时。例如，年代

气候变暖加剧了气候系统的不稳定性，是导致极端天气和气候事件频发的重要气候背景。贾晓龙分析，全球变暖对今年极端强降水过程的贡献率需要进一步研究，但目前已经普遍认识到，全球变暖增加了极端强降水的概率。

全球变暖导致气候更加不稳定

近年来，极端天气和气候事件在中国和世界其他地区频繁发生。一方面，科学家们不断追求极端天气的预测精度，另一方面，也在反思为什么近年来极端天气事件如此之多。

罗静佳认为，全球变暖加剧了气候系统的不稳定性，是极端天气气候事件频发和加剧的根本原因。

以暴雨为例。简单来说，如果下雨，需要积雨云。云是由上升的水蒸气形成的，而水蒸发成水蒸气，需要加热。也就是说，天气越热，积雨云越多，雨水越多。

人类进入工业革命后，二氧化碳等温室气体的排放量迅速增加。“这些温室气体就像地球上方的温室。短波辐射的太阳光可以穿透温室气体被地球表面吸收，但地球表面反射的长波热辐射无法通过温室气体进入太空。结果，地球越来越热，雨水越来越多。这些降雨会在大气环流的作用下集中在局部地区，并与台风、冷涡、低涡等天气条件形成极端天气。”罗静佳解释道。

对于冬季极寒事件，罗静佳认为，部分地方破纪录的低温只是个例，平均气温上升是全球气象资料记录以来的普遍现象。“比如，我是浙江人。小时候，每年冬天都会下雪，结厚厚的冰，但现在很少了。”罗静佳说，由于现代人生活条件的极大改善，抵御寒冷的能力降低，稍有降温就会给人留下深刻的印象，但这不能推翻科学仪器的观测记录。总的来说，全球气温冬暖夏暖是不争的事实。

虽然冬季平均气温在上升，但频繁的强降雪确实是全球变暖的背后原因。

“地球平均温度每升高1摄氏度，大气中的水蒸气就会增加7%。这些水汽在夏季会以雨的形式落回到地面，在冬季以降雪的形式出现，导致暴雪等恶劣天气。”罗静佳说。

地球自我调节的法则可能会被打破

对于46亿年“球龄”的地球来说，冷暖交替是常态，地球就像自带

“在整个地球历史中，有考据的冰期发生过7—8次。”据中国科学院南京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。