全球變暖如何影響極端降水事件及臺風路徑？專家這樣說
更新時間：2025-07-30 17:06:08作者：佚名
澎湃新聞首席記者 劉棟 實習生 包淑婕
孫劭，中國氣象科學研究院的副研究員指出，當氣溫每上升一度，大氣中的飽和水汽含量將上升約7%，這直接導致極端降水事件的頻次、強度以及影響范圍顯著增強。此外，全球變暖還將對大氣環流模式產生影響，引發氣候系統的復雜變化，從而進一步提升了極端降水事件的發生頻率和強度。
此外，氣候變暖的另一個顯著后果是臺風路徑的北移現象，這是因為溫暖的海水為臺風提供了充足的能量，而且熱帶與溫帶之間的溫度差異減小，這也就意味著熱帶氣旋能夠將水汽更高效地輸送到更偏遠的內陸區域。
弗雷迪?奧托，作為“世界天氣歸因”組織的創始人之一，他指出氣候變化并非天氣現象的直接原因。每種天氣現象的發生都涉及眾多因素。然而，氣候變化確實能夠改變天氣事件發生的頻率和力度。以重度吸煙者患肺癌為例，我們無法斷言香煙直接導致癌癥，但可以確定的是，吸煙確實提高了癌癥發生的可能性。
連破歷史最高溫度的熱潮、連續數月的山火與干旱、長時間肆虐的臺風，近年來，全球各地的氣象記錄正日益頻繁地被刷新。人們迫切需要尋找一個解釋——為何極端天氣現象愈發頻繁？
這恰恰是英國科學家弗雷迪·奧托（Otto）所努力探尋的謎題。她與一群來自世界各地的科研人員，被譽為“天氣偵探”，他們針對全球范圍內發生的極端氣候現象，進行了細致入微且嚴謹的統計分析，力求迅速提供科學的闡釋。
2023年8月10日，夏威夷毛伊島遭遇了一場火災，火勢迅速蔓延，覆蓋了整個島嶼，導致數千居民紛紛匆忙離開自己的住所。
21世紀初，眾多科研人員開始聚焦氣候變化對極端天氣現象的潛在影響。時至今日，這一領域已演變成一門獨立的學科——氣候歸因科學。該學科的研究目標在于，在極端天氣事件發生后，向公眾揭示事件發生的潛在因素，并探討人類活動如何加劇這些現象的破壞力。通過這些研究，政府和社會各界得以提前調整和優化防災減災措施。
歸因研究使我們得以洞察一個持續變暖的世界的未來圖景，使得當前所經歷的一系列災難與氣候變化之間的關聯性愈發明朗，并促使我們以全新的視角去審視氣候與人類社會脆弱性之間的相互關系。究其原因，災難的發生部分源于我們自身的行為。
鑒于其在氣候成因研究領域的杰出貢獻，奧托于2021年榮獲《自然》雜志評選的“塑造科學十人”稱號，并且同期，《時代》雜志也將她列為“百大最具影響力人物”之一。
為了遏制氣候變化的進一步加劇，將氣候變化的概念與公眾日常生活中的具體體驗相結合顯得尤為關鍵，這也是我投身于這項研究工作的根本動力。奧托在接受澎湃新聞采訪時如是說。
科學雖有其邊界，“我們預見到未來還將出現更多極端氣候現象climate是什么意思，這主要是因為人類持續加劇地球的溫室效應。”奧托指出，“在這個世界中，少數人追求最大利益的同時，往往犧牲了大多數人的福祉，氣候變化問題亦是如此。”
氣候變化是暴雨洪水“推手”？
中國氣象科學研究院副研究員孫劭
3月19日，我國氣象科學研究院的副研究員孫劭踏上了美國南加州的訪問之旅。此刻，加州正逐漸步入一個歷時數月的連綿雨季的尾聲。
在2022年12月31日至2023年3月25日的時段里，加利福尼亞州遭遇了12起以上由“大氣河流”現象引起的劇烈降雨，這些降雨引發的洪水導致至少22人不幸遇難。所謂“大氣河流”，是指由大氣運動產生的一條水汽輸送通道，它將熱帶及亞熱帶海域的充沛水汽輸送到更高緯度的區域，進而形成降水。這種輸送帶所攜帶的水量，甚至超過了美國最大的河流密西西比河口的平均流量，多出10倍以上。
我剛抵達美國的那段日子，連續兩周都籠罩在陰雨之中，這在當地顯得格外異常。整個冬季，加州的降雨量異常充沛，我外出時發現有些地方的草已經長得比人還要高。不僅如此，今年冬季加州某些地區甚至遭遇了接近零度的低溫，這樣的情況在近10年內是極為罕見的。孫劭在接受澎湃新聞采訪時如是說。
數月之后，在7月29日至8月1日的時段內，我國華北地域遭遇了自1964年以來最為劇烈的降雨過程。這一現象，在一定程度上，可視為由“大氣河流”引起的遠距離水汽輸送所引發的極端降雨天氣。
臺風“杜蘇芮”與副熱帶高壓的相互作用，共同塑造了中國東部南北方向的水汽輸送路徑。當這些水汽向北方推進時，它們遭遇了太行山脈和燕山山脈的阻礙，并在太行山脈的東部地帶引發了劇烈的降雨。與此同時，西太平洋的臺風“卡努”在副熱帶高壓的引導下，向我國北方輸送了大量的水汽。這兩個臺風帶來的水汽在華北平原上匯聚，最終導致了這場創紀錄的強降雨。
孫劭認為，近期華北地區遭遇的暴雨災害，其成因與兩年前河南的大暴雨有著相似之處。這主要是因為雙臺風和副熱帶高壓的共同影響，導致大量水汽持續向北方輸送。當這兩條水汽輸送帶相遇時，受到地形抬升的作用，于山前形成輻合抬升，進而引發暴雨。
2023年8月1日，北京多地普降暴雨到大暴雨，河水上漲。
孫劭指出，只要這種天氣系統持續數小時至一整天，便足以觸發極端降雨現象。反之，若上述條件中缺少任何一個，降雨的強度便會顯著減弱。
在中國貝語網校，氣候變化這個議題在遭遇極端天氣之后鮮少被提起，然而在國際科學領域，它卻頻繁成為討論的背景。
科學界普遍認同，氣候變化會因大氣中水汽含量的上升而增強降雨力度。原因在于，全球氣溫升高使得海水表面溫度升高，進而提高了蒸發效率，使得較溫暖的大氣能夠容納更多的水分。具體來說，空氣溫度每升高1攝氏度，大氣中的水分含量就能提升7%。由此，降水量也會相應增加。這一現象正是氣候變化導致全球極端降雨事件頻發的原因所在。孫劭進一步指出，水汽含量的提升可能會引起總降雨量、降雨強度以及影響范圍的擴大，然而，關于降雨持續時間會相應延長的觀點，目前尚無科學依據來支持。
聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）這一全球氣候科學領域的最高權威機構，在其2021年發布的第六次報告中，對前述觀點表示了肯定。報告進一步強調，自20世紀50年代起，全球眾多區域極端降雨事件愈發頻繁且強度加大，特別是歐洲、亞洲大部分地區、北美中東部以及南美洲、非洲和澳大利亞的部分地帶；在這些地區，洪水發生的頻率和嚴重程度也可能隨之增加，盡管其他人為因素同樣會對這一現象產生影響。
其次，氣候變遷還會對強降雨出現的條件頻率產生更為復雜的影響，比如風暴和突如其來的風暴，而這些條件本身又源于天氣的復雜性以及某些大氣環流模式。
在討論氣候變化與臺風之間的關聯時，孫劭表示，他贊同海面溫度上升及水汽含量提升有利于生成強臺風的觀點；然而，他也強調氣候變化不足以完全解釋雙臺風現象，實際上，在過去的三十多年里，全球變暖并未導致臺風生成數量的顯著增加。氣候變暖導致臺風路徑向北偏移，這是因為溫暖的海水為臺風提供了充沛的能量，而且熱帶與溫帶之間的溫差減小，這也就意味著熱帶氣旋能更高效地將水汽輸送到更偏遠的內陸區域。孫劭如是說。
2021年7月22日，位于河南的鄭州市遭遇了一場罕見的暴雨，這場暴雨導致該市多處區域出現了嚴重的積水現象。
回顧2021年河南遭遇的暴雨，河南省會鄭州市在短短三天內的降雨量幾乎等同于該地區全年的平均降水量。中國科學院與北京大學聯合組成的專家團隊在事件發生后進行的氣候歸因分析中指出，人為因素導致的氣候變化使得此次極端降雨事件增加了7.5%。
國家氣候中心的巢清塵主任近期在接受媒體采訪時提到，自本世紀起，我國各地極端強降水的發生頻率持續上升，且雨勢愈發猛烈。展望未來，在全球氣候變暖的大背景下，我國整體降水量預計將呈上升趨勢。具體到地域分布，過去南方地區強降水較為頻繁，然而近年來觀察到，北方地區強降雨的頻率也在逐漸上升。
在過去12年的時段里，華北平原地帶頻發強烈暴雨，對社會經濟造成了重大沖擊。然而，孫劭及眾多氣候學者強調，這一現象并不預示著我國氣候“南旱北澇”的新態勢已經形成。
孫劭指出，我國氣候的基本特征是南方降水普遍超過北方。面對氣候變化的加劇，北方地區極端降雨事件頻發且強度增強，但這并不會顛覆既有的氣候分布模式。他表示，在氣候變化的影響下，我國大部分地區的年降雨總量預計將有所上升，其中北方地區的增長速度或許將超過南方；然而，從絕對量來看，南方地區的降雨增量依舊更為明顯。
揭開氣候歸因面紗
2003年1月，泰晤士河水位持續攀升，逐漸威脅到位于英國牛津南部、牛津大學教授邁爾斯·艾倫的住所。與此同時，邁爾斯·艾倫正著手撰寫一篇評論文章，該文最終在《自然》雜志上發表，題目為《氣候變化的責任》。
他提到，將極端氣候現象歸因于氣候變遷或許并非全然不可能——但考慮到我們對氣候系統的現有認知水平，這或許仍是一項艱巨的任務。若研究者能實現重大突破，科學或許能夠揭示極端氣候與氣候變遷之間的關聯。
艾倫回想起那段往事，對澎湃新聞表示：“我那時心中所思：作為一位科研工作者，我該如何運用量化的手段，對氣候變化引發的特定事件的風險等級進行精確評估？”
艾倫被譽為地球系統科學領域的領軍人物，同時也是氣候領域的權威專家，曾服務于聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）。正是在那一年，他與牛津大學的同事彼得·斯托特（Peter Scott）攜手，在《自然》雜志上聯名發表了一篇研究論文。該研究指出，由人類活動引發的氣候變化很可能導致類似2003年歐洲所遭遇的極端高溫天氣事件（導致超過七萬人死亡）的發生概率增加超過一倍。
2023年8月9日，在當地時間，美國路易斯安那州，一名孩童將面部緊貼在移動式風扇上，以尋求降低體溫。
這篇論文被譽為全球首篇關于極端氣候現象成因的研究文獻——旨在分析極端氣候現象與全球變暖之間的內在聯系，標志著極端氣候現象成因研究從科學上的禁區向嶄新學術領域的轉變。
在此后的20年間，歸因科學逐漸嶄露頭角。眾多氣候專家對全球范圍內的各類氣象現象進行了深入探究，這些現象包括極端高溫、猛烈降雨與洪水、熱帶風暴以及干旱等。艾倫當時的預感得到了驗證，極端天氣事件的歸因分析不僅可行，更在氣候科學領域迅速崛起，成為發展最為迅猛的研究前沿之一。
2021年，作為全球最具影響力的氣候科研機構，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在其第六次評估報告中首次明確提出，隨著越來越多的“極端天氣事件成因”研究證據不斷涌現，人類活動產生的溫室氣體排放，應當對氣候變化以及愈發頻繁出現的極端天氣現象承擔主要責任。這標志著氣候成因分析的重要性和必要性得到了首次官方確認。
奧托對氣候歸因的研究仿佛是一場突如其來的神秘探險。2011年，奧托在柏林成功獲得博士學位后，搬遷至倫敦，并在牛津大學環境變化研究所找到了一份工作。在那里，她的同事艾倫慷慨地贈送了她一份寶貴的原始氣候數據集。“邁爾斯曾告訴我，‘這里有豐富的氣候資料，你可以盡情探索’。”奧托如此回憶。
弗雷迪?奧托
2015年，奧托投身于世界天氣歸因（World ，簡稱WWA）組織的創立，該組織旨在迅速發布針對某些特定極端天氣現象的科學性結論。
那么，科學家又是如何探尋氣候變化與極端天氣現象之間的聯系的呢？
奧托與孫劭向澎湃新聞進行闡述，他們表示，首先必須挑選出那些具有顯著影響力和重大意義的天氣氣候現象，比如暴雨、干旱、熱浪等。這樣的現象必須在時間和地理范圍上具備足夠的影響力。
奧托表示，他們將會評估該事件是否在研究尚不充分的區域發生，同時也會考慮是否能夠獲取到充足的數據和模型以進行深入的研究。
氣候歸因研究能否順利開展，數據收集是至關重要的環節，這涵蓋了氣象觀測信息，如氣溫、降水量、風速等，地表狀況數據，如土壤濕度、植被覆蓋等，海洋相關數據，包括海面溫度、海洋環流等，以及各類環境信息。與那些數據收集迅速且科研實力雄厚的發達國家相比，發展中國家和地區在氣候歸因的應用上常常受到眾多限制，進展緩慢。
孫劭指出，在獲取相關數據之后，科研人員對事件發生期間的氣象資料進行了深入的剖析，旨在揭示事件的發展脈絡、空間分布特點以及潛在的影響因素。隨后，他們又在此基礎上展開了模擬實驗和原因探究。
2023年7月23日，美國佛羅里達周邊海域的溫度不斷攀升，這一現象造成了嚴重的破壞性后果——珊瑚出現了白化現象，并導致了珊瑚的大量死亡。
研究人員運用氣候模擬工具，分別再現了現實世界的氣候狀況以及一個人類活動未排放溫室氣體的氣候狀況。他們通過對比這兩個模擬環境的計算結果，探討了氣候變化對極端天氣發生概率的影響程度。
氣候歸因科學的早期發展歷程中爭議不斷。眾多學者對于個別極端氣候現象與人類活動導致的氣候變化之間的聯系，普遍表現出一種“不愿深入探討”的曖昧立場，他們普遍認為“現有的模型尚不完善”。
面對種種疑問，奧托詳細闡述了一項關鍵程序——同行評審，強調所有研究方法都必須得到同行的廣泛贊同。此外，極高的透明度是確保研究可信度的關鍵因素。“所有數據都對外公開，研究方法都有詳盡的說明，任何人都有能力復制研究過程，檢驗是否能得出一致的結論。”奧托如此表述。
盡管氣候歸因可以告訴我們許多，但它也并非沒有局限。
目前，我們尚無法獨立分析暴雨的強度以及降雨的時長，這主要是因為現有的氣候模型尚無法提供精確的結論。孫劭的觀點與奧托相仿，他表示，我們只能借助氣候模型預測，在中國，強降雨的發生將會變得越來越頻繁。
奧托指出，將氣候變化視為極端天氣現象的唯一成因是一種錯誤觀念。類似地，若一個重度吸煙者不幸患上肺癌，我們并不能斷言香煙直接導致了癌癥，但可以肯定的是，香煙對身體的不良影響提高了癌癥的發病率。同理，氣候變化本身并不會引起天氣事件，因為每一種天氣現象的產生都受到多種因素的共同作用。然而，氣候變化確實能夠改變這些事件發生的頻率和強度。所以，我們必須弄清楚氣候變化是如何作用于特定天氣現象的。科學家們能夠通過分析極端天氣事件的原因來給出解答。”她這樣說道。
除此之外，針對不同種類的極端氣候現象，其成因分析的精確度亦不盡相同。目前，一支名為奧托的研究團隊正致力于加拿大野火的研究，他們指出，在探究野火成因的過程中，必須對氣溫變動進行深入分析，同時也要考察前一季度的降水情況，此外，對濕度和風速的考察亦不可或缺。
野火的情況相當復雜，與只需關注溫度和降雨量的熱浪以及強降雨相比，要找出野火的原因往往需要投入更多的時間，她這樣說道。
除了野火之外，歸因研究的難點還包括干旱與風暴現象。干旱通常是由多種因素交織作用所造成，其形成與往年的降水量、干旱期內的降水量以及植被種類密切相關，“比如，若是樹木，水分會儲存在土壤里，但若是土壤，水分則會迅速蒸發。”至于風暴，奧托指出，目前尚缺乏足夠精確的觀測數據與模型來解釋這一問題。
與其他極端氣候現象相比，對熱浪及暴雨成因的分析更具可信度。我們對于熱浪的成因，可以充滿信心地斷言，氣候變遷使得氣溫升高，暴雨的發生概率也隨之增加。從全球范圍來看，氣候變化確實導致了暴雨的加劇，這一現象極具說服力。然而，對于其他類型的極端氣候事件，我們卻無法得出類似的結論。奧托如是說。
如何面對更極端的未來
了解氣候歸因，對于現實社會和未來有著怎樣的意義？
正確的認知構成了應對極端氣候現象的首要屏障。奧坦指出，人們對氣候變化對天氣的影響仍所知甚少。
眾多人以為，那些糟糕的變故要么是氣候變遷所導致，要么與氣候變遷全然無關，但這兩種看法都是錯誤的。她這樣說道。
奧托認為，其中一個原因是負責日常天氣預測的氣象學家與專注于長期氣候研究的氣候學家之間存在分歧，然而，氣候成因的研究正促使他們逐漸拉近了距離。
經過長期投身于各類氣候成因分析，奧托得出結論，人口密度和地域的易損性對于極端氣候現象是否演變成災難性事件起到了關鍵作用。
孫劭指出，氣象因素并非總為災禍的根源。要判定某地極端氣候事件是否構成災難，需綜合考慮該地區的易損性。某些地區因未曾遭遇此類災害，故而防范意識較為薄弱。
奧托亦認同，增強公眾防災意識、優化預警機制對于當前防災工作至關重要。她以2021年歐洲洪水為例，指出至少有243人因洪水喪生，“即便德國是富裕國家，仍有人因洪水遇難。”奧托表示，“這些悲劇的發生，根源在于當地政府未能建立真正有效的預警系統。”
2023年6月21日，在德國柏林，一群活動家手持“三只猴子”的標志，旨在引起公眾對氣候變化的關注。
奧托投身于氣候變化研究的初衷，正是為了消除社會不公現象。“氣候變化正日益加劇社會不平等。”她指出，“隨著氣候危機的惡化，最先受到威脅的將是那些弱勢群體，他們可能失去謀生的手段，或者因物價上漲而無法負擔基本生活必需品，而富有階層則有能力應對這些挑戰。”
貧困群體受氣候變化影響尤為嚴重，在歐洲和美國，因熱浪喪生者往往屬于低收入階層，他們往往居住在隔熱效果不佳的住所，并且常常身處空氣污染極其嚴重的區域。奧托指出，富有階層能夠輕易地避開氣候變化的沖擊。他進一步闡述道，這正是事情沒有進展的根本所在。在他看來，我們生活在一個優先考慮少數人利益、犧牲多數人福祉的世界中，氣候變化問題也不例外。他堅信，富人對氣候變化負有最大的責任。奧托如是說。
在南方國家，氣候歸因研究面臨更大的挑戰，主要由于那里通常難以獲取可靠的氣候資料，并且當地的研究實力相對薄弱。然而，這些區域卻是氣候變化及其可能導致的極端氣候事件影響最為顯著的地方。奧托期望，在富裕國家的幫助下，低收入國家能在接下來的數年內增強在這些領域的科研工作。
這種帶有政治色彩的立場引發了針對奧托的一些指責，有人認為氣候學家應當專注于科學研究，而對于其他事務則應保持緘默。
奧托對此作出回應：“不存在中立的科研人員。”她進一步闡述道，“我們提出的研究課題不可避免地會受到個人價值觀、資金來源以及居住地等因素的影響。唯有讓科學過程公開透明，才能稱之為真正的科學——而非對其發生的事實視而不見。”
在與澎湃新聞的對話中，奧托多次強調了停止燃燒化石燃料的必要性：只要全球持續燃燒化石燃料，極端天氣現象將愈發嚴重，尤其是熱浪。由于氣溫的持續升高，依賴化石燃料驅動的空調不得不長時間工作，從而形成了惡性循環。
氣候歸因科學逐漸走向成熟，法律界的眾多專家為這一領域開辟了新的應用前景——即氣候歸因科學作為證據被引入法庭審理及其他公共訴訟之中。在2021年climate是什么意思，《自然氣候變化》雜志上發表的一項研究中，奧托及其研究團隊對全球73起氣候相關訴訟案件進行了分析，結果顯示，這些案件所采用的證據已有十年之久的滯后。
在政策制定領域，進展極為遲緩，那些遭受氣候變化沖擊的人群幾乎無法獲得任何形式的賠償或援助。奧托認為，當前所承受的損失與損害主要由受損方自行承擔，即便這些損失與損害源于化石燃料的燃燒。眾多律師則主張，我們可以通過司法途徑來加速應對氣候變化的行動。
德國法院正處理一宗案件，其中一位來自秘魯的農夫對德國最大的化石燃料企業——萊茵集團（RWE）提起了訴訟。他指控該集團長期是溫室氣體排放的領頭羊，而這些溫室氣體導致了冰川的消退，進而提升了該地區遭遇洪水的可能性。同樣地，美國俄勒岡州的俄勒岡市也在今年6月份發起了訴訟，針對的是那些在2021年熱浪期間造成損失的石油和天然氣公司。奧托明確表示：“截至目前，這些案件尚未取得勝利，然而，顯然，努力嘗試本身具有重大意義。”
在電影《不要抬頭》里，萊昂納多·迪卡普里奧飾演的學者。
人們常常將氣候變化的挑戰類比為電影《Don't Look Up》中的情節。在這部電影中，由萊昂納多·迪卡普里奧扮演的學者向世人發出警示，預言一顆小行星將在短短六個月內撞擊地球，然而，令人遺憾的是，他發現周圍的人似乎對此并不感興趣。
奧托并不認同這樣的比喻，“我是個樂天派。為了有效遏制氣候變化的惡化，將氣候變化的內涵與我們的日常生活經驗相融合至關重要。換句話說，將資源投入到人才培養、預警系統的建設、社會保障體系的完善以及醫療體系的優化，這才是對民眾真正有益的做法。氣候變化實質上是一個可以通過技術手段解決的社會問題。”
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