“幾天下完一年的雨”“上個月抗旱、這個月抗洪”等現象越來越受人們關注……過去百年來地球氣候為何處于“水深火熱”之中的問題廣受關注，也吸引學界持續聚焦研究。
中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室張文霞副研究員、周天軍研究員等與英國氣象局武培立研究員合作，最新完成研究實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在顯著增強，并可歸因于人為溫室氣體排放的作用。
這項百年尺度氣候變化研究成果論文，北京時間7月26日凌晨以“人類活動導致過去百年來全球降水變率增強”為題在國際學術期刊《科學》上線發表。
研究團隊介紹說，隨著氣候增暖，極端強降水頻繁襲擊全球各地。與此同時，全球許多地區的干旱顯著增加，嚴重影響到水資源和能源供應，觸發野火等災害，同時還存在頻繁而劇烈的干濕轉換。
氣候增暖正在令全球水循環增強，表現為全球平均降水增加，大部分地區極端降水增強。綜合理論研究、數值模擬、觀測診斷和檢測歸因研究等多個方面的證據，科學界對平均降水和極端降水變化的物理機制認識越來越清晰。2013年和2021年發布的聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次和第六次評估報告分別指出：“人類活動導致了陸地降水型的大尺度變化”，“人類活動正在使得包括熱浪、強降水和干旱在內的極端氣候事件變得更頻繁和更嚴重”。
但與此同時，降水不斷呈現出更加復雜多變、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間的波動幅度，常以標準差衡量。降水變率越強，則降水在時間上的分配越不均勻，水資源供給越不穩定，同時“濕期更濕、干期更干”，干濕振蕩更加劇烈。降水變率的強弱變化直接影響到社會和生態系統的氣候恢復力。盡管氣候預估研究指出理論上全球降水變率將隨著未來增溫而增強，不過，在實際觀測中人類活動是否已改變降水變率尚無證據。
基于此，本項研究利用國際上所有可公開獲取的逐日降水觀測資料，通過嚴格篩選和系統分析，結果表明：自1900年以來，在觀測資料充足的地區，全球約75%的陸地上降水變率已增強，其中尤以歐洲、澳大利亞和北美東部最為顯著；降水變率的增強涵蓋多個時間尺度，包括天氣尺度、月尺度和季節內尺度。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。
為揭示上述現象背后的物理原因，研究團隊進一步研究發現，降水變率的增強可歸因于人為溫室氣體排放，由熱力作用主導。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。同時，大氣環流的變化也在年代際尺度上影響降水變率，這種動力作用存在明顯的區域特征。
論文第一作者張文霞指出，此前僅在氣候預估研究中發現降水變率未來將隨增溫而增強，現在研究團隊基于歷史觀測資料，發現隨著人為氣候增暖的累積，降水變率在過去百年來已經增強。綜合觀測分析、物理過程診斷和檢測歸因，這項研究為認識全球變暖對降水的影響提供了新認識，也為深化多尺度水循環變化機制研究提供了新證據。
論文通訊作者周天軍表示，氣候變化研究傳統上主要關注平均態和極端事件的變化，關注全球變暖對氣候變率的影響是一個新視角。伴隨降水多變性的增強，旱澇急轉現象在全球許多地區將更頻繁、更劇烈。極端氣候事件之間的劇烈和快速轉換印證了極端事件的復合性這一新特征。
他強調，降水變率增強將對農業生產、水資源管理、生態系統保護和社會經濟產生深遠影響，也對防災減災和應對氣候變化提出新的挑戰。由降水變率增強帶來的一系列影響已經凸現，社會各界對此需要高度重視，并采取切實有效的措施來減緩其不利影響。
“幾天下完一年的雨”“上個月抗旱、這個月抗洪”等現象越來越受人們關注……過去百年來地球氣候為何處于“水深火熱”之中的問題廣受關注，也吸引學界持續聚焦研究。
中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室張文霞副研究員、周天軍研究員等與英國氣象局武培立研究員合作，最新完成研究實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在顯著增強，并可歸因于人為溫室氣體排放的作用。
這項百年尺度氣候變化研究成果論文，北京時間7月26日凌晨以“人類活動導致過去百年來全球降水變率增強”為題在國際學術期刊《科學》上線發表。
研究團隊介紹說，隨著氣候增暖，極端強降水頻繁襲擊全球各地。與此同時，全球許多地區的干旱顯著增加，嚴重影響到水資源和能源供應，觸發野火等災害，同時還存在頻繁而劇烈的干濕轉換。
氣候增暖正在令全球水循環增強，表現為全球平均降水增加，大部分地區極端降水增強。綜合理論研究、數值模擬、觀測診斷和檢測歸因研究等多個方面的證據，科學界對平均降水和極端降水變化的物理機制認識越來越清晰。2013年和2021年發布的聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次和第六次評估報告分別指出：“人類活動導致了陸地降水型的大尺度變化”，“人類活動正在使得包括熱浪、強降水和干旱在內的極端氣候事件變得更頻繁和更嚴重”。
但與此同時，降水不斷呈現出更加復雜多變、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間的波動幅度，常以標準差衡量。降水變率越強，則降水在時間上的分配越不均勻，水資源供給越不穩定，同時“濕期更濕、干期更干”，干濕振蕩更加劇烈。降水變率的強弱變化直接影響到社會和生態系統的氣候恢復力。盡管氣候預估研究指出理論上全球降水變率將隨著未來增溫而增強，不過，在實際觀測中人類活動是否已改變降水變率尚無證據。
基于此，本項研究利用國際上所有可公開獲取的逐日降水觀測資料，通過嚴格篩選和系統分析，結果表明：自1900年以來，在觀測資料充足的地區，全球約75%的陸地上降水變率已增強，其中尤以歐洲、澳大利亞和北美東部最為顯著；降水變率的增強涵蓋多個時間尺度，包括天氣尺度、月尺度和季節內尺度。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。
為揭示上述現象背后的物理原因，研究團隊進一步研究發現，降水變率的增強可歸因于人為溫室氣體排放，由熱力作用主導。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。同時，大氣環流的變化也在年代際尺度上影響降水變率，這種動力作用存在明顯的區域特征。
論文第一作者張文霞指出，此前僅在氣候預估研究中發現降水變率未來將隨增溫而增強，現在研究團隊基于歷史觀測資料，發現隨著人為氣候增暖的累積，降水變率在過去百年來已經增強。綜合觀測分析、物理過程診斷和檢測歸因，這項研究為認識全球變暖對降水的影響提供了新認識，也為深化多尺度水循環變化機制研究提供了新證據。
論文通訊作者周天軍表示，氣候變化研究傳統上主要關注平均態和極端事件的變化，關注全球變暖對氣候變率的影響是一個新視角。伴隨降水多變性的增強，旱澇急轉現象在全球許多地區將更頻繁、更劇烈。極端氣候事件之間的劇烈和快速轉換印證了極端事件的復合性這一新特征。
他強調，降水變率增強將對農業生產、水資源管理、生態系統保護和社會經濟產生深遠影響，也對防災減災和應對氣候變化提出新的挑戰。由降水變率增強帶來的一系列影響已經凸現，社會各界對此需要高度重視，并采取切實有效的措施來減緩其不利影響。
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