气候变化：全球变暖如何加剧了2022年的极端气候灾害

• 从巴基斯坦和美国的洪灾到西班牙和葡萄牙的野火，2022年夏季气候相关灾害接连发生。

• 气候变化不会直接导致强降雨或干旱，但会使这些自然发生的事件变得更加剧烈或严重。

• 全球变暖加快地表水向大气蒸发，使少雨地区变得干燥，并增加其他地区的降雨量。

• 但自然变率意味着，随着全球气温升高，极端天气会转移到新的地区。

有个老笑话，说一个人把左脚放进一桶冰水里，把右脚放进一桶热水里，这样他的整体体温就处于平均水平。这似乎也适用于2022年北半球的极端夏季。

全球变暖无疑是一个因素，但日益加剧的极端天气——热浪、干旱和洪水，有时还会接连发生——究竟如何相互关联，可能会让公众和决策者感到困惑。

作为一名气候科学家，我研究这些问题已有四十多年，我的新书《气候系统中能量流动的变化》详细阐述了成因、反馈机制和影响。让我们仔细看看气候变化和拉尼娜等自然天气模式如何影响当今世界各地发生的情况。

2022年6月至8月，全球陆地和海洋表面温度比20世纪平均值高1.6华氏度（0.89摄氏度）；20世纪平均温度为60.1华氏度（15.6摄氏度）。Image: 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）

北半球的极端夏季

2022年夏季确实似乎气候相关灾害接连发生。

破纪录的热浪炙烤着印度和巴基斯坦，随后季风洪水使约三分之一的巴基斯坦被水淹没，估计影响了3300万人。许多地方气温长时间超过104华氏度（40摄氏度），甚至突破了122华氏度（50摄氏度）；5月，巴基斯坦雅各巴巴德就出现了这种高温。

亚洲的高温促使喜马拉雅山的一些冰川融化，河流水位随之上升。与此同时，巴基斯坦在持续数周的季风期间降雨量达到正常年降雨量的三倍。洪灾造成超过1500人死亡，估计有180万套房屋受损或被毁，另有数十万头牲畜丧生。未来几个季节的粮食将十分短缺。

欧洲的极端高温引发了野火，西班牙和葡萄牙尤为严重。西班牙的干旱使一座水库干涸，露出了长期被水淹没的“西班牙巨石阵”，这是一处古老的巨石圆阵，据认为可追溯至约公元前5000年。法国的发电量骤降，河流水位低使核电站冷却塔的冷却能力下降；德国驳船也难以找到足够的水，无法在莱茵河上航行。

2022年7月，西班牙居民奋力扑救野火；火势蔓延至干燥的田野和森林。Image: 美联社照片 / Bernat Armangue

在美国，西部和中西部遭受了强烈热浪的侵袭，科罗拉多河上的重要水库鲍威尔湖和米德湖水位创下历史新低，引发了用水限制。然而，该国多个城市和地区也遭遇了严重且造成重大影响的洪灾，从死亡谷一直到肯塔基州东部山区。

在中国，热浪和干旱持续了八周多，长江部分河段干涸，水位降至至少自1865年以来的最低点；但到了8月，同一地区的部分区域又遭遇暴雨洪水，大片地区被淹。

气候变化加剧极端天气

是的，这些都是人类活动导致的气候变化的表现。

气候变化大多不会直接导致降雨或干旱，但会使这些自然发生的事件变得更加剧烈或严重。二氧化碳和其他温室气体主要来自发电厂、车辆、建筑、工业和农业，它们将热量困在大气中，使地球升温。

除了升高气温，全球变暖还会加快地表水蒸发并进入大气，使此前少雨的地区变得干燥。较暖的空气使大气能够容纳更多水汽，而愈发干燥的大气会从地表吸走水分。

全球变暖加快地表水向大气蒸发，使此前少雨的地区变得干燥。Image: 全球能量与水循环计划

额外的水汽被风带走，最终进入风暴系统；这些风暴可能在千英里之外形成，带来更强降雨。与20世纪70年代以前相比，大气水汽总体增加了5%至20%。作为温室气体，水汽的增加会进一步加剧变暖。水蒸发时会吸收热量，之后随降雨落下时，这些热量又会释放回大气中。额外的能量为风暴提供动力，使其更强烈，也可能规模更大、持续时间更长；变暖还会导致降雨量最多增加30%。

气候变暖可能导致更极端的暴雨，孟加拉国和印度在2022年就经历了这种情况。Image: 法新社 / 盖蒂图片社

平均而言，全球任一时刻只有约8%的陆地有降水。降水的间歇性导致极端情况加剧，形成局部强降雨和大范围干旱。

因此，随着水循环加速，湿润地区会变得更湿，干旱地区会变得更干；在海洋中，这会导致咸水更咸、淡水更淡。

基础设施尚未准备好应对这些后果

这些事件的影响，以及它们是否演变为灾害，部分取决于社区为应对变化做好了多少准备。大多数基础设施、森林和农场都是为适应过去的气候而建。

强降雨是否会引发洪水，在很大程度上取决于排水系统和地表水管理。

随着人口增长（巴基斯坦的情况正是如此），当更多人在洪泛平原定居时，面临风险的人也会增多。地表水蒸发需要时间，而洪水径流还会受到海平面上升的影响；海平面上升会减缓河流入海，甚至可能使水流方向逆转。

2022年7月，山洪席卷肯塔基州东部的山谷，造成三十多人死亡。Image: Seth Herald / 法新社

自然变率也发挥着重要作用

尽管观测到的极端天气增加是气候变化的结果，但天气事件本身在很大程度上仍是自然发生的。

有两种自然反复出现的天气模式值得了解：拉尼娜和厄尔尼诺——它们是厄尔尼诺—南方涛动的两个相反阶段。

2022年，我们很可能即将迎来连续第三年的拉尼娜现象，其特点是热带太平洋中部和东部海域以冷水为主。这种模式会影响大气环流，使主要降雨集中在南亚和印度尼西亚地区，同时北太平洋和南太平洋出现破纪录的海洋热浪。在北美，这通常意味着美国南部半部比往常更干燥。

1979年至2021年，地球大部分地区的地表温度都有所升高，北极部分地区升幅高达5华氏度（3摄氏度）。Image: Dennis Hartmann

在南半球，南太平洋的海洋热浪使新西兰迎来了有记录以来最暖、最湿的气象冬季（6月至8月），期间发生了数次重大洪灾。降雨量达到“正常”水平的141%，全国平均气温比1981年至2010年的平均值高2.5华氏度（1.4摄氏度）。异常偏高的海表温度不仅使陆地气温升高，还为大气河流提供水汽，并为向岸风和风暴增添额外水分。

热带太平洋的拉尼娜降温可以很快逆转；厄尔尼诺模式实际上会将热量从海洋输送到大气中。我和同事进行的一项初步分析显示，全球海洋热含量已达到创纪录高位。目前热带西太平洋深层海水异常温暖，预示2023年可能出现下一次厄尔尼诺事件；随着部分海洋热量返回大气，这可能导致2024年全球气温再创纪录。

2022年8月呈现明显的拉尼娜天气模式，热带太平洋海水偏冷，北太平洋和南太平洋则出现强烈海洋热浪。图中温度与1991年至2020年的平均值进行比较。Image: 美国国家海洋和大气管理局（NOAA）

不过，并非每次拉尼娜都相同。由于海温对热带以外地区热量的响应方式不同，如今的环境与两年前大不相同。北太平洋偏暖可能影响即将到来的冬季“菠萝快车”及其他袭击美国西海岸的风暴。

自然变率意味着，我们不应简单地认为每年都会重复同样的情况。明年我们很可能进入厄尔尼诺阶段，全球气温也将进一步升高，极端天气会转移到新的地区。