2021年7月26日 | AYESHA TANDON | 原文链接: https://www.carbonbrief.org/climate-change-will-drive-rise-in-record-shattering-climate-extremes
一项新的研究发现，由于气候变化，更有可能出现大大打破天气记录的极端天气。
根据发表在《自然气候变化》上的论文，北部中纬度地区特别容易受到打破记录的高温影响。 最近美国和加拿大西北部的热浪就是一个例子，许多长期的高温记录被打破并超过了多达 5 °C。
该研究发现，打破记录的极端天气事件可能在未来几十年会更频繁地发生，但也指出如果没有气候变化，这些“几乎不可能”发生。 研究补充说，在确定这些极端事件的可能性时，变暖的速度比达到的变暖程度更重要。
主要作者告诉碳简报（Carbon Brief），“气候变化中的极端事件[就像] 服用类固醇的运动员——突然以大跨步的方式打破从前的记录”。
“我认为这是一篇极其重要与及时的论文”，一位未参与该研究的科学家告诉碳简报。她补充说，在太平洋西北部的热浪过后，“许多人已经表示，我们的气候模型无法模拟此类事件”。 然而，“这篇论文很好地表明了它们确实做得到。 我们只是以前没有以这种方式问过这个问题。”
史无前例
随着全球气温上升，极端高温事件变得更加频繁、剧烈，持续时间更长。这导致近年来，世界各地记录破记录极端温度的数量有所上升。
例如 2018 年夏天，热浪席卷了北半球的大部分地区，打破了多项历史温度记录。在台湾和日本，全国的历史温度记录都被打破了 0.1 °C——在欧洲和美国也创下了类似的记录。
次年夏天，法国和英国都创下了历史记录，分别以 1.5°C和 0.2°C 打破了之前的记录。 2020 年夏天，西伯利亚的热浪以0.7°C 打破了该地区的历史记录——俄罗斯维尔霍扬斯克小镇（Verkhoyansk）达到了 38 °C。
今年 6 月，一场剧烈的热浪袭击了美国和加拿大，将该地区的长期气温记录打破了 5°C之多。
这些事件都是“打破记录”的。然而，2021 年的热浪是“打碎记录”天气事件的一个例子。苏黎世联邦理工学院讲师、该研究的主要作者 Erich Fischer博士 在接受碳简报采访时解释说：
“我们将破记录事件定义为以任何幅度超过先前记录的事件。这通常可能只比之前的事件高 0.1°C，其影响并不重要。真正重要的是，这些记录是否像太平洋西北部热浪时一样被打碎。”
来自阿姆斯特丹大学，没有参与这项研究的气候研究员 Dim Comou博士告诉碳简报，这项对打碎记录的极端天气的研究“非常及时”。 他补充说：
“就在几周前的加拿大热浪正是这样的事件：历史数据中甚至没有类似的极端天气能接近 2021 年测量的温度。”
关注打碎记录的极端天气很重要，因为它们对社会的影响最大，Fischer 说：
“当异常首次发生时，影响往往最大。 如果几年后同样的热浪异常再次发生，社会就会更好地准备和适应——例如，用热预警系统、公共卫生计划、给老年人的建议等。”
在他们的分析中，作者根据 1961-90 年间达到的极端温度与年最高周温度之间的差，定义了三类极端天气事件。这些类别是用名为“标准差”的度量标准来计算的，该度量以小写希腊字母西格玛 (σ) 表示。
打碎记录的极端天气
作者定义了 2σ, 3σ 和4σ 事件。 2σ 事件比 95% 的其他极端事件更极端。同样，3σ 事件比 99.7% 的其他事件更极端，4σ 事件比 99.99% 更极端。
来自苏黎世联邦理工学院，未参与此项研究的气候科学家 Sonia Seneviratne教授告诉 碳简报，2σ 极端天气“以至少两个标准差的幅度——至少是一般年份的两倍变化程度——打破了先前的记录”。为提供更多背景信息，作者指出，2003年欧洲热浪和 2010年俄罗斯热浪都属于 2σ 类别。
作者们使用气候模型运行的集合（或“集成”）来预测极端变暖 RCP8.5 情景下的全球温度变化。然后他们以一年中最热的一周为指标来计算 2051-80 年间世界任何地方至少发生一次 2σ 事件的概率。这显示在下面的地图中。红色表示概率最高的区域，而白色表示概率低的区域。
Sarah Perkins-Kirkpatrick博士是ARC极端气候卓越中心的首席研究员，也是南威尔士大学气候变化研究中心的研究员，他没有参与这项研究，他解释说，北部中纬度陆地区域最容易受到打碎记录的极端天气影响，因为这些地区的土地面积很大，而陆地比水升温快。
作者们发现，如果没有全球变暖，打碎记录的极端天气“几乎是不可能的”，但他们补充说，气候变化导致“未来几十年内可能出现”极端天气。
Fischer 以“服用类固醇的运动员”这一类比来解释气候变暖中的极端天气：
“如今，竞技运动世界记录很少被打破——例如，跳远或跳高的世界记录可以追溯到 20世纪80 年代或 90 年代初。这只是因为，这些科目存在的时间越长，找到一个跳得更高更远的人的可能就越小。如果他们真的打破了记录，通常也是超过记录一点点。我认为，气候变化中的极端天气就像服用类固醇的运动员，突然以大跨步的方式打破了以前的记录。”
作者们补充，最引人注目的打碎记录极端天气会在“停滞期”（几十年内仅略微打破记录）之后突然发生。
变暖速度
由于打碎记录的极端天气在中纬度北部更常见，作者们计算了在中纬度北部的大片土地上每年至少发生一次打碎记录天气事件的概率。他们确定了最近刚过的 1991-2020年（深蓝色）、2021-50年（红色）和 2051-80年（浅蓝色）的值。结果如下所示。
作者发现，与过去三十年相比，在高排放情景中，出现以至少三个标准差打破记录的持续一周的极端高温的可能性，在 2021-50 年要高出 2 – 7 倍，在 2051-80 年要高出 3 – 21 倍。作者补充说，在 2051-80 年，此类事件估计约每 6 – 37 年会在中纬度北部的某个地方发生一次。
该研究还测试了 2051-80 年间，在三种不同的变暖和社会经济学路径下（由低变暖、高平等的“SSP1-2.6”路径，到高变暖、高不平等的“SSP5-8.5”路径），打碎记录的极端天气的预期变化。
他们使用来自第五和第六耦合模型比对项目(CMIP) 的 16 个模型进行模拟。对于不同的排放情景和 CMIP，在中纬度北部陆地区域的任何地方每年至少发生一次打碎记录天气事件的概率如下所示。
作者发现，平均而言，在 SSP5-8.5 情景中，北部中纬度地区发生 3σ 事件的可能性是 SSP1-2.6 情景中的四倍。他们还得出结论，打碎记录的极端天气的可能性“取决于变暖速度，而非全球变暖水平”。
“及时”的研究
并未参与此研究的牛津大学环境变化研究所副所长、2021 年太平洋西北热浪归因研究的合著者Friederike Otto博士告诉 碳简报，这是一篇“极其重要的论文” ，“再及时不过了”。她补充说：
“在太平洋美国西北部和加拿大发生打碎记录的热浪之后，许多人认为我们的气候模型无法模拟此类事件。然而，这篇论文很好地表明了它们能够做到。只是我们以前没有以这种方式问过这个问题。”
“该论文进一步证实了我们与世界天气归因倡议进行的快速归因研究，因为 [此研究] 表明，在强烈的变暖趋势下，此类事件可能会在没有任何非线性反馈的情况下发生，而仅由常见的热浪驱动因素导致。”
Perkins-Kirkpatrick 告诉碳简报，美国打碎记录的高温令她惊讶：
“说实话，加拿大的气温令我震惊。我知道热浪正在变得越来越严重也越来越热，但没想到气温会这么快就上升这么多……我们真的需要开始认真考虑这些打碎记录的天气事件，因为它们不会消失”。
她补充说，这篇论文“令人着迷”，并指出其方法“相对简单”但“非常有效”。她告诉碳简报，使用多个模型集成使“其结果非常可靠”：
“我注意到一点，我认为他们在这方面做得很好，就是他们使用了许多不同的模型集成，而不是仅仅依赖一个气候模型……无论剖开哪种集成或方式，结果都非常一致，展示出了它的可靠性。”
墨尔本大学气候极端事件研究员，并未参与此项研究的Andrew King博士告诉碳简报，此研究表明，在当前气候下“很有可能”发生打碎记录的天气事件。他补充说，“我们有必要开发具备复原力的系统，以便减轻此类事件的影响”。
Fischer E. M. 等人 (2021) 打碎记录气候的极端事件的可能性正在增加，自然气候变化。doi: 10.1038/s41558-021-01092-9
