21世纪初，气候科学研究中出现了一个新领域，开始探究洪水、热浪、干旱和风暴等极端天气中的人为影响。
这一领域被称为“极端事件归因”，其影响力不断扩大，不仅在科学界如此，在媒体和公众想象中也是如此，因为它能够将气候变化这一看似抽象的概念，与我们切身的天气体验联系起来。
科学家已发表了230多篇经过同行评审的研究，考察全球各地的天气事件，从卡特里娜飓风到俄罗斯2010年热浪。不断累积的证据表明，人类活动正在增加某些类型极端天气的风险，尤其是与高温有关的极端天气。
Carbon Brief的分析显示，在迄今研究的所有极端天气事件中，68%因人为导致的气候变化而变得更有可能发生或更加严重。热浪占此类事件的43%，干旱占17%，强降雨或洪水占16%。
为追踪这一快速发展的领域中证据的累积情况，Carbon Brief绘制了地图，据我们所知，涵盖了所有发表于同行评审期刊的极端事件归因研究。
本文于2017年7月首次发表，是该系列的第二次更新；今后将每年更新并纳入新的研究。本文旨在追踪“极端事件归因”这一不断发展的领域。
使用地图
下方地图展示了全球260起极端天气事件，科学家已对这些事件开展归因研究。不同符号代表不同类型的极端天气，例如热浪、洪水或干旱。颜色表示归因研究是否发现事件与人为导致的气候变化有关（红色）、无关（蓝色），或结论不确定（灰色）。
点击左上角的加号和减号按钮，或在任意位置双击，即可放大查看世界的任何区域。点击某个天气事件可查看更多信息，包括原始论文中的引文（概述研究结果）以及在线版本链接。
左侧的筛选器可让用户选择查看某种特定天气事件，或者例如仅查看被发现受到气候变化影响的事件。
软件目前用于制作地图的软件仅适用于Web墨卡托投影（几乎所有主要在线地图服务都采用这种投影）。需要指出的是，这种投影和所有地图投影一样，会在一定程度上扭曲世界的呈现。
需要注意的是，科学家迄今研究的天气事件并非随机选取的。它们可能是备受关注的事件，例如哈维飓风，也可能只是发生在科学研究中心附近的事件。（下文将进一步讨论。）
天气类型
地图中的260起天气事件由234篇独立科学论文涵盖。如果一项研究涵盖多个事件或不同地点，则将其分别列出。
综合过去20年的证据，相关文献主要集中于极端高温（31%）、降雨或洪水（20%）和干旱（18%）研究。这三类研究合计占所有已发表研究的三分之二以上（68%）。完整清单见此Google表格。
如下图所示，每年研究的事件数量随着时间推移迅速增长，从2012年的8起增至2018年的59起。请注意，研究通常在事件发生约一年后才发表，因为期刊论文的撰写和同行评审过程可能需要数月。
此处收录的大多数研究发表于《美国气象学会公报》（BAMS）每年推出的“极端事件解读”特刊。每期内容丰富，通常包含约20-30篇经过同行评审、研究上一年事件的论文。其他研究则通过Climate Signals数据库以及在线检索期刊发现。
点击图表上方的类别名称，即可在下方图表中显示特定类型的事件。
上图：按极端天气事件类型和年份划分的归因研究数量。
注：2017年事件总数有所下降，因为美国气象学会公报当年的特别报告于2018年初而非2017年末发表。
大多数极端天气类别的含义一目了然，但“风暴”和“海洋”需要稍作解释。
为便于展示，“风暴”类别同时包括热带气旋（即飓风、台风）和温带风暴。“海洋”类别涵盖海表温度和风暴潮研究，例如菲律宾的海燕台风以及美国东海岸的桑迪飓风（PDF，第17页）所引发的风暴潮。
本次更新还新增了一些事件类别，包括“珊瑚白化”和“生态系统服务”，体现了归因科学的持续发展。
例如，两项聚焦2016年的研究发现，厄尔尼诺与人为导致的气候变化共同造成干旱，并使南部非洲收成歉收（PDF，第91页）；另有研究发现，海表温度升高加剧了变暖，增加了（PDF，第144页）大堡礁珊瑚白化的风险。
这些研究表明，归因研究日益关注极端事件造成的影响，而不再只聚焦天气事件本身。最早的一批“影响归因”研究发表于2016年。一项研究估计，2003年欧洲热浪期间巴黎735名死者中，有506人死亡是因为气候变化加剧了高温，使其更加酷热。研究称，伦敦315名死者中也有64人属于这种情况。
负责这一转向影响的工作“意义重大”，彼得·斯托特教授说。他领导英国气象局哈德利中心的气候监测与归因团队，自2012年BAMS报告创办以来一直担任联合编辑。他告诉Carbon Brief：
研究影响很困难，因为必须确立气象状况与相关影响之间的显著联系。作为编辑，我们一直在鼓励开展更多影响研究，因为促使人们进行这类研究的往往是影响本身，而非气象状况本身；如果我们只对气象事件进行归因，那么与相关影响之间就只有间接联系。
最后，一些归因研究还考察了人类对气候变化总体指标变化的影响，例如全球平均气温或海平面上升。由于此处聚焦极端事件，这些研究未纳入归因地图。
人为影响
再来看迄今发表的归因研究结果：科学家发现，在所研究的案例中，有78%的极端天气事件，其发生可能性或严重程度受到人为导致的气候变化影响（68%的事件变得更加严重或更有可能发生，10%的事件则相反）。
Carbon Brief于2017年发布的首版分析发现，68%的事件受到人为影响（其中63%的事件变得更加严重或更有可能发生，6%的事件则相反）。
请注意，如果研究发现气候变化影响了某一事件的至少一个方面，此处便将该事件归类为受到人为影响。例如，一项关于2011年东非干旱的研究发现，气候变化加剧了2011年初“长雨季”降雨不足的情况，而2010年末“短雨季”降雨不足则归因于气候现象拉尼娜。因此，这起事件被归类为受到人为影响。
对于大多数受到气候变化影响的事件，影响方向是一致的：气温上升使相关事件更加严重或更有可能发生。这些事件在下图中以红色表示。点击红色“扇区”可见，热浪占此类事件的43%，干旱占17%，降雨或洪水占16%。返回原图，对其他扇区进行同样操作，即可查看各类别中不同天气类型所占比例。
在研究的极端天气事件中，有11%的事件未发现可辨识的人为影响。这些事件在地图和上图中以蓝色标示。另有10%的事件，由于研究采用的观测数据或建模技术不足以得出可靠结论，因此结果不确定（在地图和饼图中以灰色标示）。
在研究的天气事件中，有11%的事件被科学家发现因气候变化而变得较不可能发生或严重程度降低（在上图中以浅橙色标示）。
不出所料，这一类别包括暴风雪和极端寒潮。不过，其中也有少数研究指出，气候变化降低了强降雨发生的可能性；另有一项研究发现气温升高降低了加利福尼亚农业干旱发生的可能性。
干旱问题很复杂（下文将进一步讨论）。简而言之，值得指出的是，另外五项研究考察了2011-17年加利福尼亚干旱的不同方面，发现气候变化发挥了作用。其中两项未发现明显关联（PDF，第7-15页），另一项则无法得出明确结论（PDF，第3页）。
加利福尼亚干旱的案例表明，往往需要深入探究才能了解全貌。本文余下部分将考察研究最多的三类极端天气——热浪、强降雨与洪水、干旱——的证据，同时探讨事件归因中的一些主要问题，以及整个领域的发展方向。
热浪
在考察全球极端高温的80项归因研究中，76项（95%）发现气候变化使这类事件更有可能发生或更加严重。没有研究发现气候变化减轻了热浪的严重程度；一项研究（1%）未发现影响，另有三项（4%）结论不确定。
一项研究例如指出，由于气候变化，2013年夏季韩国热浪发生的可能性增加了10倍（PDF，第48页）。唯一未发现气候变化发挥作用的极端高温研究，是对2010年俄罗斯热浪的分析。
相关文献中，热浪研究最多的地区是澳大利亚，约占所有高温归因研究的18%。关于澳大利亚热浪的14项研究中，除一项外，其余均发现气候变化发挥了作用。不过值得指出的是，这项研究对澳大利亚东南部城市墨尔本的结果不确定，但作者确实在沿海不远处的阿德莱德检测到人为因素对极端高温的影响（PDF，第145页）。
这引出了几个重要问题。首先，发现气候变化对某一事件有所贡献，并不等于说气候变化“造成了”该事件。归因研究旨在判断：与一个没有变暖的世界相比，某一事件如今发生的可能性或强度是否有所不同。
一个有用的类比——正如2012年首份BAMS报告所解释的——是一名开始服用类固醇的棒球运动员。如果他击出本垒打的次数比从前多20%，我们无法确定某一次本垒打究竟是类固醇所致，还是运动员自身的临场发挥。但我们可以比较他现在和过去的表现，判断类固醇如何改变了他击出本垒打的可能性。正如报告所说：
如果类固醇使这名运动员每次挥棒击出本垒打的概率提高了20%，那么在其他条件相同的情况下，你就可以作出归因判断：使用类固醇使这一次击球出现的概率提高了20%。
另一个重要问题是，即使归因科学发现气候变化让某种极端天气更有可能发生，也不一定意味着每年遭遇这类天气的概率都会逐步升高。自然变率意味着极端事件的强度和发生频率仍会有起伏。
最后，归因结果通常附有置信度。因此，即使两项研究都发现某次天气事件受到人为影响，其影响信号也可能一强一弱。本分析的归因地图不区分高置信度和低置信度结果，但用户可以点击进入各项研究查看更多详情。
强降雨与洪水
在考察降雨或洪水的51项研究中，29项（57%）发现人类活动使事件更有可能发生或更加严重，这一比例远低于与高温有关的研究。三项研究（6%）发现，气候变化降低了整个事件发生的可能性。在其余强降雨研究中，13项（25%）未发现与气候变化有关的证据，另有六项（12%）结论不确定。
极端降雨研究的结果比热浪研究更加分歧，这可能有多种原因。在某些情况下，数据有限，可能难以从特定地区正常天气的“噪声”中检测出气候变化的明确信号。在另一些情况下，结果不确定可能反映出降雨或洪水事件本身比热浪更复杂，自然变率有许多方式可以发挥作用。土地利用和排水等人为因素，也会影响强降雨是否导致洪水。
以英国为例。一项研究发现，气候变化使2000年秋季英格兰和威尔士发生洪水的风险至少增加了20%（最高甚至达到90%），另一项研究则发现，气候变化对2012年夏季降雨影响很小（PDF，第36页）。
这引出了另一个重要问题。解读事件归因研究结果时，研究提出的问题是什么很重要。例如，一项2013年的研究询问，欧洲西北部近期湿润的夏季是否是北极海冰退缩所致（PDF，第32页）。研究的答案是“否”。但该年度BAMS报告的序言解释道：
鉴于气候变化可能通过多种途径影响该地区的降水，关于北极海冰作用的“否”这一结果，不应被解读为气候变化完全没有发挥作用。
这与凯文·特伦伯斯博士及其同事在一篇文章中提出的观点类似。特伦伯斯博士是美国国家大气研究中心的资深杰出科学家。他们的文章发表于2015年的《自然·气候变化》，属于“观点”类文章。
该论文指出，在混沌的天气系统中，大气的复杂动力学意味着风暴或强降雨事件的规模和路径很大程度上带有偶然性。这可能使人们难以确定气候变化在其中的作用，并可能低估其影响。
因此，作者认为，科学家不应分析将风暴带到某个地区的天气模式，而应考察气温变化如何增强风暴的影响，这被称为“热力学”效应。气温升高意味着海洋变暖、海平面上升，以及更多水分蒸发进入大气。作者写道，科学家对这些变化能够更有把握，因此归因研究应聚焦于此，而不是考察大气环流模式的变化。
例如，这篇论文重新审视了一项早期研究（PDF，第15页）。该研究认为，气候变化降低了2013年9月袭击科罗拉多州东北部的五日强降雨事件发生的可能性。Trenberth及其同事指出，气候变化或许没有让带来降雨的特定天气系统更容易形成，但它确实促成了大气中水汽总量的增加。
与风暴相比，热浪的归因研究通常更为直接，因为这类研究关注的是热力学影响；但研究所提出问题的类型仍然很重要。2010年俄罗斯热浪就是一个很好的例子。一项研究考察了该事件的严重程度，并未发现气候变化发挥了作用。然而，另一项研究发现了气候变化的影响，但考察的是该事件发生的可能性。
第三项研究则化解了这一表面上的矛盾，并将前两项研究的结论协调起来。研究解释说：“同一事件在规模方面可能主要由内部因素[即自然变率]造成，而在发生概率方面则可能主要由外部因素[即人为导致的气候变化]驱动。”
作为弗里德里克·奥托博士，环境变化研究所副主任，奥托任职于牛津大学，也是第三项研究的主要作者。她告诉 Carbon Brief：
因此，这些研究看似相互矛盾，实际上却是互为补充。
还必须强调，缺乏气候变化关联的证据，并不等同于有证据证明不存在这种关联。换言之，这并不一定意味着没有人为影响，只能说明某项特定分析未能发现这种影响。因此，绝不能把单项研究视为气候变化如何影响某类极端天气的最终定论。
干旱
在已发表研究考察的46起干旱事件中，65%的研究发现，气候变化加剧了相关事件的严重程度，或提高了事件发生的可能性。另有20%的研究未发现与人类活动存在明显关联，13%的研究则未得出明确结论。
这些结果各不相同，反映了干旱本身固有的复杂性。同样，具体研究的问题也很重要。例如，关于气候变化在某次特定干旱中所起作用的结论，可能取决于研究考察的是气温、降水还是土壤湿度。
2015年的《美国气象学会公报》（BAMS）报告解释道：
干旱仍是一类需要结合大量背景信息才能解读研究结果的事件。由于多种气象、水文和社会因素共同作用而导致干旱，往往难以给出简单明了的答案。
地理覆盖范围
尽管极端事件归因领域在短时间内取得了诸多进展，科学家仍在不断寻找方法，让研究成果更贴合潜在使用者的需求。
自该领域发展初期以来，一个主要目标就是扩大极端事件归因研究的地理覆盖范围，使其涵盖更广泛、更多样的地区。科学家能在世界哪些地方开展归因研究，以及能研究哪些类型的事件，始终受数据记录质量的限制。但目前，研究重点明显偏向建模团队所在地附近发生的天气事件，或具有特殊科学研究价值的事件。奥托解释说：
例如，科学家常常会因为事件发生在家门口而开展归因研究。因此，英国、加利福尼亚州和科罗拉多州的博尔德受到的研究远多于世界其他地区，但这并不意味着这些地方必然是受气候变化影响特别大的地区。
奥托指出，这意味着迄今开展的研究虽能说明气候变化在全球极端天气中所起作用的趋势，但不应被视为涵盖了世界各地所有类型极端天气的代表性研究。她告诉 Carbon Brief：
[迄今的研究]只是拼图的一部分，但我们不知道缺失的拼图片是什么样的。更关键的是，我们不知道还缺了多少块。
实时
除了扩大科学研究的天气类型和地理范围外，科学家也越来越快地开展极端事件归因研究——有时会在事件发生仅仅几天后就完成数据分析。科学界希望能将对极端天气快速且严谨的科学评估用于“实时”归因服务。一项关于路易斯安那州洪灾的研究这样写道：
快速归因分析领域仍处于起步阶段，未来或许会发展到这样的程度：发生极端事件后，开展此类评估成为常规做法，从而为实时讨论以及较长期的灾害应对和重建提供科学依据。
如今开展的实时事件归因工作，大多属于世界天气归因组织（WWA）项目的一部分。该项目由牛津大学的环境变化研究所、荷兰皇家气象研究所（KNMI）以及红十字会与红新月会气候中心（“气候中心”）合作开展。另一个由欧盟资助的项目EUCLEIA则专门研究气候变化与欧洲极端天气。Carbon Brief此前发表的归因相关文章介绍了不同团队使用的各种方法不同团队。
尽管“实时”研究的具体结果在公开时尚未经同行评审，但其所依据的方法已经过同行评审。2014年的BAMS报告解释道：
与业务季节预报等其他常规分析类似，使用这些方法对高温事件作出的判断，不一定需要经过同行评审的文献发表，才可被视为可信。
尽管如此，许多实时分析在几个月后都发表于科学文献。因此，Carbon Brief的归因地图只收录已发表的研究，可能会暂时遗漏最新的“实时”研究。
去年还出现了首项“提前预测”的归因分析，该分析量化了气候变化对佛罗伦萨飓风规模、降雨量和强度的影响，时间早于该飓风于2018年9月在北卡罗来纳州登陆。
这项分析针对飓风进行了两组短期预测：一组以当今气候为背景，另一组则模拟没有人为导致的气候变化的世界。研究人员得出结论：
我们发现，风暴降水量最大的区域，降雨量将显著增加，增幅超过50%。这一增幅远高于仅依据热力学因素所预期的水平。我们还发现，由于人类对气候系统的干扰，风暴将维持在萨菲尔-辛普森级别的较高级别更长时间，且登陆时的风暴直径将扩大约80公里。
彼得·斯托特说，提前开展归因分析是“一个相当酷的想法”，并补充道：“我认为我们会看到更多此类研究，也可能基于季节预报和天气预报开展概率研究。”不过，他指出，这取决于能否可靠地预测此类事件。
凯文·特伦伯斯博士，国家大气研究中心杰出高级科学家，认为佛罗伦萨飓风归因分析所用的预测质量值得质疑，并称其“有点像一场灾难”。他告诉 Carbon Brief：所作的预测并不好：据我记得，预测的风暴在登陆时强度为4级或5级，而不是2级。因此，作出的判断建立在相当有缺陷的假设之上，具体来说，就是假设他们作出了准确的预测。
特伦伯斯说，可靠归因研究的关键要求之一，是模型能够准确重现极端事件；但“显然，如果提前开展研究，就无法评估预测是否准确”。
不断发展的科学
随着极端事件归因科学日趋成熟、愈加细致，我们讨论极端天气与气候变化的方式也随之改变。
有人坚称，所有极端天气都会受到全球变暖的影响，但对此应保持谨慎。2012年首份BAMS报告指出：
尽管有人认为，在
人类世中，所有发生的极端天气或气候事件都受到人类对气候影响的改变……但这并不意味着每一次极端天气或气候事件都可以归咎于气候变化。毕竟，极端天气一直存在。不过，虽然现在断言任何单项研究都是最终定论还为时过早，但显然，在许多情况下，科学研究能够做得更好。同样，科学界的认识显然已不再停留于那种不尽如人意的说法，即无法将任何单独的天气事件归因于气候变化。
事实上，近期一些研究得出结论：如果没有气候变化，某个事件——或事件的某个方面——“
几乎不可能”发生，或者“不可能如此严重”。2016年的一项北极海冰研究这样写道：2012年北极海冰最低值
表明，个别极端事件无法归因于人为影响这一常被引用的观点并不成立。归根结底，事件归因并无一概而论的规则。科学家需要考察每一起天气事件的具体情况。只有汇集来自世界各地的证据，他们才能开始得出更广泛的结论。现有科学文献中的证据表明，在科学家迄今研究过的极端天气事件中，气候变化使其中60%以上更有可能发生或危害更大。这些事件多数是热浪，但气候变化的影响也体现在干旱、强降雨、野火乃至热带气旋上。
Carbon Brief计划随着新的极端事件归因研究发表，定期将其加入我们的地图及配套分析中。如有建议纳入的归因研究，请
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