极端强降水、旱涝急转频发？百年来全球降水变率已显著增强

过去百年来，全球陆地降水变率显著增强，究其原因正是人为温室气体排放。（图片来源：pixabay）

随着气候增暖，极端强降水、旱涝急转频繁袭击全球各地，地球气候处于"水深火热"之中。7月26日凌晨，国际顶尖学术期刊《科学》在线发表的一项中英科学家合作研究指出，过去百年来，全球陆地降水变率显著增强，究其原因正是人为温室气体排放。

近年来，不仅"一天下完一年的雨"正变得越来越常见，全球许多地区的干旱也显著加重，严重影响到水资源和能源供应并触发野火等灾害，甚至出现"上月抗旱、下月抗洪"这种频繁而剧烈的干湿转换。

这其中是否有规律和趋势可循？是什么因素引起的？为此，中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室张文霞副研究员、周天军研究员等与英国气象局学者合作，开展相关研究。

"气候增暖使全球水循环增强，表现为全球平均降水增加，大部分地区极端降水增强。"该论文通讯作者周天军说，综合多方面研究证据，科学界对平均降水和极端降水变化的物理机制认识越来越清晰，人类活动导致陆地降水型的大尺度变化，包括热浪、强降水和干旱在内的极端气候事件由此变得更频繁和更严重。

与此同时，全球降水的"脾气"也变得越来越复杂多变、难以捉摸。科学上用"降水变率"来衡量降水随时间波动的变化——降水变率越强，意味着降水在时间上的分配越不均匀，水资源供给越不稳定，同时干湿振荡更加剧烈，即"湿期更湿、干期更干"。

降水变率增强示意图。北美一站点1901-1920年（上图）与2001-2020年（下图）逐日降水时间序列（纬度：41.7°N，经度：94.5°W）

论文第一作者张文霞表示，降水变率的强弱变化直接影响社会和生态系统的气候恢复力，尽管气候预估研究指出理论上全球降水变率将随着未来增温而增强，但在实际观测中人类活动是否已经改变了降水变率尚无证据。

为了寻找降水变率的变化证据，研究团队利用国际上所有可公开获取的逐日降水观测资料，通过严格筛选和系统分析发现：1900年以来，在观测资料充足的地区，全球约75%的陆地上降水变率已增强，其中尤以欧洲、澳大利亚和北美东部最为显著。就全球平均而言，逐日降水变率正在以1.2%/10年的速率增强。

1900-2020年间降水变率的线性趋势，绿色表示降水变率增强、棕色表示减弱（基于GHCN-Daily观测资料）

研究发现，降水变率的增强可归因于人为温室气体排放，由热力作用主导。张文霞解释，温室气体增温引起大气水汽含量增加，有利于降水异常幅度增大、变率增强。同时，大气环流变化也在年代际尺度上影响降水变率。

周天军提到，伴随降水多变性增强，类似今年河南"六月抗旱、七月抗洪"这种旱涝急转现象在全球许多地区将更频繁、更剧烈。"降水变率增强带来的一系列影响已经凸现，社会各界对此需高度重视。"他认为，降水变率增强将对农业生产、水资源管理、生态系统保护和社会经济产生深远影响，也对防灾减灾和应对气候变化提出了新的挑战。

该研究为认识全球变暖对降水的影响提供了新认识，为深化多尺度水循环变化机制研究提供了新证据。

　　作者：许琦敏

文：许琦敏 图：除注明外，均受访者提供 编辑：许琦敏 责任编辑：任荃

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