“灰天鹅”气旋——这类极为罕见、仅凭历史记录无法预测的热带风暴——将于佛罗里达部分地区、澳大利亚以及波斯湾沿岸城市变得更加频繁，据今日发表于期刊《Nature Climate Change》上的一项研究。
与“黑天鹅”事件形成对比——后者指完全前所未有、出乎意料的事件，例如9/11袭击和2008年的金融危机——灰天鹅则可以通过将物理知识与历史数据相结合而被预见。
就极端热带气旋而言，灰天鹅是指那些可能掀起毁灭性风暴潮的风暴，其程度超出仅凭天气记录所能预见的范围，但可以借助全球模拟及历史数据加以预测。
在本文中，麻省理工学院地球与行星科学系塞西尔与艾达·格林讲席教授凯里·伊曼纽尔（Kerry Emanuel）与普林斯顿大学的林宁（Ning Lin）针对三个易受影响的沿海地区，模拟了灰天鹅气旋的风险及其引发的风暴潮。他们发现，阿拉伯联合酋长国迪拜等地区存在此类风暴的风险，而该地区此前从未记录到热带风暴。在佛罗里达州坦帕和澳大利亚凯恩斯这两个经常遭遇风暴的地方，前所未有规模的风暴在下个世纪将更有可能出现。
“这些地方要么从未有人预料到会有飓风，比如波斯湾，要么就是人们根本没有意识到可能发生的灾难规模有多大，”伊曼纽尔说。
超越预测
迄今为止，世界尚未经历过黑天鹅或灰天鹅气旋：回顾来看，根据此前的风暴活动模式，历史上记录过的每一场飓风都本可以被预测。
“在风暴领域，我实在想不出过去五六十年里有哪个例子能被称为黑天鹅，”伊曼纽尔说。“比如卡特里娜飓风，它在许多年前就已被预见到。人人都知道新奥尔良将遭受重创。卡特里娜在气象上一点也不反常。”
然而，随着全球变暖预计将在未来几十年大幅改变地球的大气层和海洋，飓风的路径和强度可能会大幅偏离历史规律。
为了大致了解下个世纪灰天鹅气旋的发生频率，伊曼纽尔和林宁采用了伊曼纽尔团队十年前开发的一种技术，即将详细的飓风模型嵌入全球气候模型之中。
在本研究中，团队将飓风模型嵌入六个独立的气候模型中，每个模型均基于过去的环境数据或未来预测。对于每次模拟，他们生成了数千个随机分布的初生风暴，即“播种”风暴，并观察在温度和地理位置等环境因素作用下，哪些风暴产生了前所未有的风暴潮。
模拟结果显示，在当前气候下，灰天鹅气旋引发的风暴潮在坦帕、凯恩斯和迪拜分别可高达6米、5.7米和4米。到本世纪末，坦帕和迪拜分别可能遭遇11米和7米的风暴潮。
风险的变化
为便于理解，坦帕上一次遭遇的大型飓风发生于1921年，当时造成毁灭性破坏的风暴潮高达3米，约合9英尺。
“5米的风暴潮约为17英尺，即便还未计入当地海平面上升的影响，这也将使坦帕大部分地区被淹没，”伊曼纽尔说。“坦帕需要制定完善的疏散计划，而我不确定他们是否真正意识到自己面临的风险。”
伊曼纽尔表示，迪拜及整个波斯湾地区有记录以来从未经历过飓风。因此，任何规模的飓风都将是前所未有的事件。
“迪拜是一座近年来经历了极为迅速扩张的城市，而那些参与其建设的人们完全没有意识到，这座城市有朝一日可能遭遇强烈飓风，”伊曼纽尔说。“现在他们或许应该考虑抬高建筑或房屋，或修建海堤以某种方式加以保护，以防万一。”
上限的转移
研究团队还发现，随着气候变化，未来一个世纪风暴的威力将增强，最极端的风暴将变得更加频繁。
团队的结果显示，坦帕遭遇6米风暴潮的灰天鹅气旋的预期发生周期，将从目前的1万年缩短至本世纪末的至少700年。换言之，目前坦帕在任何一年遭受毁灭性灰天鹅气旋袭击的几率为万分之一，这一几率在下周或明年仍将保持不变。
“飓风与地震不同，它们就像掷骰子，”伊曼纽尔说。“去年发生一场大飓风，并不会使明年发生大飓风的可能性增加或减少。”
但在100年后，随着世界气候的变化，坦帕遭遇6米风暴潮的几率将提高14倍。
“这实际上意味着，你们将看到最极端事件的发生频率增加，”伊曼纽尔说。“就飓风风速上限而言，如今可能是每小时200英里，而100年后可能达到每小时220英里。这意味着你们将开始看到从未见过的飓风。”
该团队对极端风暴强度的估计虽然较高，但对未来一个世纪而言并非不切实际，美国国家大气研究中心高级科学家格雷格·霍兰德（Greg Holland）表示。
“这是一个极好的例子，展示了我们为充实对风暴潮等破坏性事件可能性的认识所需的研究类型，”未参与该研究的霍兰德说。“尽管所列事件……罕见，但了解其发生的可能性，对于规划中评估更可能发生的事件有很大帮助。”
本文与 MIT News合作发布。发表本文并不代表世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Jennifer Chu，为MIT News撰稿。
图片：一棵棕榈树在太平洋岛国瓦努阿图首都维拉港（Port Vila）附近的海滩上受损。REUTERS/Kris Paras
