“幾天下完一年的雨”“上個(gè)月抗旱、這個(gè)月抗洪”等現(xiàn)象越來越受人們關(guān)注……過去百年來地球氣候?yàn)楹翁幱凇八罨馃帷敝械膯栴}廣受關(guān)注，也吸引學(xué)界持續(xù)聚焦研究。

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張文霞副研究員、周天軍研究員等與英國(guó)氣象局武培立研究員合作，最新完成研究實(shí)證人為溫室氣體排放是造成地球“水深火熱”的主要原因。研究指出，過去百年來，全球陸地降水變率已經(jīng)在顯著增強(qiáng)，并可歸因于人為溫室氣體排放的作用。

這項(xiàng)百年尺度氣候變化研究成果論文，北京時(shí)間7月26日凌晨以“人類活動(dòng)導(dǎo)致過去百年來全球降水變率增強(qiáng)”為題在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上線發(fā)表。

研究團(tuán)隊(duì)介紹說，隨著氣候增暖，極端強(qiáng)降水頻繁襲擊全球各地。與此同時(shí)，全球許多地區(qū)的干旱顯著增加，嚴(yán)重影響到水資源和能源供應(yīng)，觸發(fā)野火等災(zāi)害，同時(shí)還存在頻繁而劇烈的干濕轉(zhuǎn)換。

氣候增暖正在令全球水循環(huán)增強(qiáng)，表現(xiàn)為全球平均降水增加，大部分地區(qū)極端降水增強(qiáng)。綜合理論研究、數(shù)值模擬、觀測(cè)診斷和檢測(cè)歸因研究等多個(gè)方面的證據(jù)，科學(xué)界對(duì)平均降水和極端降水變化的物理機(jī)制認(rèn)識(shí)越來越清晰。2013年和2021年發(fā)布的聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第五次和第六次評(píng)估報(bào)告分別指出：“人類活動(dòng)導(dǎo)致了陸地降水型的大尺度變化”，“人類活動(dòng)正在使得包括熱浪、強(qiáng)降水和干旱在內(nèi)的極端氣候事件變得更頻繁和更嚴(yán)重”。

但與此同時(shí)，降水不斷呈現(xiàn)出更加復(fù)雜多變、難以捉摸的脾性——這就是降水變率在變化。降水變率是指降水隨時(shí)間的波動(dòng)幅度，常以標(biāo)準(zhǔn)差衡量。降水變率越強(qiáng)，則降水在時(shí)間上的分配越不均勻，水資源供給越不穩(wěn)定，同時(shí)“濕期更濕、干期更干”，干濕振蕩更加劇烈。降水變率的強(qiáng)弱變化直接影響到社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的氣候恢復(fù)力。盡管氣候預(yù)估研究指出理論上全球降水變率將隨著未來增溫而增強(qiáng)，不過，在實(shí)際觀測(cè)中人類活動(dòng)是否已改變降水變率尚無證據(jù)。

基于此，本項(xiàng)研究利用國(guó)際上所有可公開獲取的逐日降水觀測(cè)資料，通過嚴(yán)格篩選和系統(tǒng)分析，結(jié)果表明：自1900年以來，在觀測(cè)資料充足的地區(qū)，全球約75%的陸地上降水變率已增強(qiáng)，其中尤以歐洲、澳大利亞和北美東部最為顯著；降水變率的增強(qiáng)涵蓋多個(gè)時(shí)間尺度，包括天氣尺度、月尺度和季節(jié)內(nèi)尺度。就全球平均而言，逐日降水變率正在以每10年1.2%的速率增強(qiáng)。

為揭示上述現(xiàn)象背后的物理原因，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，降水變率的增強(qiáng)可歸因于人為溫室氣體排放，由熱力作用主導(dǎo)。溫室氣體增溫引起大氣水汽含量增加，有利于降水異常幅度增大、變率增強(qiáng)。同時(shí)，大氣環(huán)流的變化也在年代際尺度上影響降水變率，這種動(dòng)力作用存在明顯的區(qū)域特征。

論文第一作者張文霞指出，此前僅在氣候預(yù)估研究中發(fā)現(xiàn)降水變率未來將隨增溫而增強(qiáng)，現(xiàn)在研究團(tuán)隊(duì)基于歷史觀測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)隨著人為氣候增暖的累積，降水變率在過去百年來已經(jīng)增強(qiáng)。綜合觀測(cè)分析、物理過程診斷和檢測(cè)歸因，這項(xiàng)研究為認(rèn)識(shí)全球變暖對(duì)降水的影響提供了新認(rèn)識(shí)，也為深化多尺度水循環(huán)變化機(jī)制研究提供了新證據(jù)。

論文通訊作者周天軍表示，氣候變化研究傳統(tǒng)上主要關(guān)注平均態(tài)和極端事件的變化，關(guān)注全球變暖對(duì)氣候變率的影響是一個(gè)新視角。伴隨降水多變性的增強(qiáng)，旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象在全球許多地區(qū)將更頻繁、更劇烈。極端氣候事件之間的劇烈和快速轉(zhuǎn)換印證了極端事件的復(fù)合性這一新特征。

他強(qiáng)調(diào)，降水變率增強(qiáng)將對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，也對(duì)防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化提出新的挑戰(zhàn)。由降水變率增強(qiáng)帶來的一系列影響已經(jīng)凸現(xiàn)，社會(huì)各界對(duì)此需要高度重視，并采取切實(shí)有效的措施來減緩其不利影響。