颶風哈維及其帶來的暴雨持續(xù)多日，淹沒了美國休斯敦等許多城市。

■本報記者 唐鳳

也許，下一部災難大片的名字應該叫《2100》。

美國夏威夷大學馬諾阿分校的Camilo Mora、Michael Kantar及同事發(fā)現(xiàn)，如果不大幅減少溫室氣體排放，到2100年，人類或將面臨3至6種氣候災害并發(fā)的威脅。而且，這些災害可能多為破壞性極端災害。

巧合的是，11月15日，《自然》雜志刊登了兩篇颶風研究論文，研究人員直指人類活動會影響颶風，并產生惡劣后果。

兩個獨立團隊分別表示，氣候變化使颶風卡特里娜、厄瑪和瑪麗亞帶來的降雨增加了4%至9%，最高可能導致未來的風暴源降雨增加30%。休斯敦的城市化使大型颶風洪水的風險上升了約21倍。

“到目前為止，除少數(shù)特例外，人們對溫室氣體排放造成的氣候災害加劇已經分別進行了研究。然而，對一種或幾種危害的關注可能會掩蓋其他危害的影響，導致氣候變化對人類影響的不完全評估。”Kantar告訴《中國科學報》記者。

連鎖反應

為了更好地理解氣候變化對人類構成的廣泛威脅，Mora及同事系統(tǒng)性地檢查了3280篇論文，對10種氣候災害(如氣候變暖、洪水、干旱、熱浪和火災)之間的互作進行了分類，也對人類系統(tǒng)的6個方面(如健康、食物和水)進行了分類。相關綜述文章11月20日在線發(fā)表于《自然—氣候變化》。

雖然研究人員找到了少數(shù)具有正面或中性影響的例子，但是絕大部分對人類系統(tǒng)的影響都是有害的。

研究人員映射了在不同排放場景下，全球氣候災害暴露的預期變化，并評估了人類到本世紀末遭遇氣候災害的程度。他們表示，如果人類大幅減排溫室氣體，那么到2100年將面臨一種最大規(guī)模的災害，如果不減少排放，將同時暴露在3種大災中，一些熱帶沿海地區(qū)將同時面臨6種危害。

“如果溫室氣體濃度繼續(xù)增加，不論貧窮或富裕國家，眾多氣候災害可能同時影響所有社會，并對各國造成相當大的經濟和福利負擔。”Mora說。

如此一來，未來可能并發(fā)的氣候災害數(shù)量突顯了減少溫室氣體排放的緊迫性，表明人們必須采用多樣化的方法適應氣候變化。

“我們還在全球范圍內展示了多重危害的疊加效應。總的來說，分析表明，持續(xù)的氣候變化將對人類構成更大的威脅，如果不能實現(xiàn)大量和及時地減少溫室氣體排放，這種威脅將大大加劇。”Kantar強調。

也許正如人們所言，一部人類發(fā)展史，也是一部災害應對史。地震、颶風、海嘯、山火……不斷刷新著人們對氣候變化的認知和感觸。

其中，颶風和降水可以說是與氣候變化相關的見報頻率最高的詞匯。

現(xiàn)在，人們已經預計氣候變化將增加最強颶風的強度。但是，有限的強颶風觀測記錄和強烈的年際變率導致科學家難以確定颶風已經受到了怎樣的影響。此外，與颶風如影隨形的降水又受到了何種影響?

風大雨也大

加利福尼亞州勞倫斯伯克利國家實驗室的Christina Patricola及同事模擬了15個具有歷史破壞性的颶風，包括北美的卡特里娜颶風和東南亞的超強臺風海燕，在工業(yè)前、現(xiàn)代和3種21世紀后期潛在氣候場景下會如何發(fā)生。

研究人員發(fā)現(xiàn)颶風卡特里娜、厄瑪和瑪麗亞帶來的平均降雨量和極端降雨可能性高于其在工業(yè)前氣候場景下的潛在表現(xiàn)。但風暴強度(基于風速和海平面壓力)沒有受到顯著影響。

而且，氣候變化情況可能增加大部分強風暴的風速和降雨，在最嚴重的未來排放場景下，部分風暴的最大風速每小時會提高6至29海里，降雨會增加25%至30%。

艾奧瓦大學的Gabriele Villarini及同事模擬了休斯敦城市化對2017年颶風哈維的降雨量的影響。“我們使用統(tǒng)計模型和天氣研究與預報模型相結合，從而分離了城市化的作用。在哈維颶風登陸過程中，休斯敦城市化在氣象和水文方面顯著加劇了洪水，我們還描述了降雨變化的物理機制。”Villarini在接受《中國科學報》記者采訪時說。

該研究發(fā)現(xiàn)了兩種作用效果：城市地形增加了大氣阻力，使降雨加大;城市表面洪澇加重，可能因為混凝土、瀝青覆蓋面較廣。“從水文角度看，城市環(huán)境中不透水表面的增加通常會導致滲透減少、反應更快、峰值更大。”Villarini說。

綜合而言，城市化使哈維級別的洪水風險平均增加了21倍(休斯敦地區(qū)的風險增幅在0.1到90多倍之間)。研究人員表示，這突顯了在作城市規(guī)劃時將洪水考慮在內的必要性。

準備好了嗎

實際上，人們認識到全球正在慢慢變暖已經超過百年，但這能否阻擋人為溫室氣體排放的腳步?

早在19世紀末，瑞典物理化學家Svante August Arrhenius就指出，二氧化碳排放可能會導致全球變暖。然而，直到20世紀70年代，隨著對地球大氣系統(tǒng)的深入了解，全球變暖才慢慢引起了廣泛關注。

世界氣象組織及聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于1988年聯(lián)合建立聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會，對氣候變化問題進行系統(tǒng)評估，迄今為止發(fā)布了5次報告。這些報告已成為國際社會認識氣候變化問題、推進氣候變化治理制度建設的科學基礎。

《聯(lián)合國氣候公約》和《京都議定書》相繼于1994年和2005年生效。2015年，《巴黎協(xié)定》通過，提出將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時期水平之上1.5攝氏度以內。

11月16日，世界最大明信片在瑞士少女峰下正式亮相。這張明信片中心位置印有“停止全球變暖”“1.5攝氏度”等字樣，旨在喚起人們對全球氣候變化的關注。

雖然，人們已經開始關注氣候變化，并對溫室氣體排放逐漸達成共識，但這似乎遠遠不夠。

“如果我們的社會想要認真對待這些氣候變化帶來的危險，我們需要做的不僅僅是遵守《巴黎協(xié)定》，還需要作出更多的政策改變，以減少排放。”Kantar說。

正如研究顯示，即便溫室氣體排放大幅下降，人們到2100年面臨的極大氣候災害也不會變?yōu)榱悖琄antar 提到，“因為即便是最有力的減排方案，我們也能看到影響”。

“而且，由于數(shù)據(jù)的限制，以及關注的是附加影響而非交互作用，我們可能低估了影響。”他說。

但是，科學技術的發(fā)展能幫助人們盡早作好準備，迎接“災難”來臨。例如，通過目前的氣候模式研究，人們對全球氣候發(fā)展有了更深入和全面的認識。

“提高分辨率，尤其是發(fā)展對應的物理過程方案是氣候模式發(fā)展的核心。”中科院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學國家重點實驗室研究員包慶告訴《中國科學報》記者，“目前氣候模式發(fā)展的兩大方向是全球公里級超高分辨率模式和尺度自適應的物理過程參數(shù)方案。此外，高分辨率氣候系統(tǒng)模式與計算機并行技術(硬軟件)的深度結合，也是未來的重要發(fā)展方向。”

Mora則提到，下一步他們計劃在更廣泛的范圍內進行研究，并嘗試探索在特定的地區(qū)可以提出哪些具體的建議。

對于城市化能否“綠色發(fā)展”，Villarini認為這是一個“有趣而又困難的問題，難以從單個學科的角度回答，需要高度跨學科的方法”。“我們還規(guī)劃了許多工作，探索城市的角色。”

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