入夏以来,全球多地发生特大暴雨、洪水,严重影响了人类生产生活。近年来气候变化愈发频繁,极端降水频发,很多地区干湿转换剧烈,时常处在“水深火热”之中。7月26日,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(LASG)张文霞副研究员等与英国气象局学者合作,在《科学》(Science)杂志发表了题为“人类活动导致过去百年来全球降水变率增强”的文章。
文章指出,频繁而剧烈的干湿转换背后,其实是降水变率在变化。而造成气候“喜怒无常”的原因,正是人类自己。
降水变率是指降水随时间的波动幅度,包括年降水量、月降水量、日降水量的变化范围和频率。降水变率的强弱变化可以揭示一个地区的降水是稳定的还是波动的。降水变率越强,则说明降水在时间上的分配越不均匀,水资源供给越不稳定,造成“湿期更湿、干期更干”。例如,一个地区可能在某一年经历极端干旱,而在另一年则遭遇异常多雨,这种不稳定性就是降水变率的体现。
研究利用了所有可以公开获取的逐日降水观测资料,揭示了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显著增强,特别是欧洲地区、澳大利亚和北美东北部地区。全球平均降水变率速度为每10年增长1.2%。这种变化背后的原因是什么?
从热力条件来看,在大气中,当蒸发使得水汽含量达到饱和后,降温就会使水汽凝结产生降水,使水以液态回到地球表面,而地球表面的水又会再次蒸发,这是一个循环平衡的过程。
研究人员结合观测分析、物理过程诊断和检测归因,为观测中降水变率的增强提供了全面的认识,揭示了人类活动对降水变率的影响,为多尺度水循环增强提供了重要的新证据。研究人员认为,极端事件之间剧烈且频繁的转换印证了极端事件具有复合性这一新特征。这不仅对当前气候预测系统提出了新挑战,还将产生一系列社会性影响,包括产生水资源供给问题、损坏基础设施等。