華北高溫持續(xù)？—個世紀(jì)的“天氣預(yù)報”

徐行

在最壞的情況下，至本世紀(jì)末，極端高溫?zé)崂耸录l(fā)生的頻率將可能比目前高出5倍

目前，北京市氣象臺繼續(xù)發(fā)布高溫黃色預(yù)警，8月3日至5日，北京大部分地區(qū)最高氣溫將達(dá)35℃以上。在夏日熱浪不斷侵襲中國內(nèi)陸的同時，美國麻省理工學(xué)院（M.L.T）一個研究團(tuán)隊(duì)于7月31日在《自然-通訊》（NatureCommunications）雜志發(fā)表了一篇論文，將華北平原地區(qū)未來幾十年將面臨的熱浪侵襲風(fēng)險推上了新高度。

論文指出，到本世紀(jì)末，因氣候變化和農(nóng)田灌溉等因素的影響，華北平原地區(qū)將成為頻繁遭受熱浪侵襲的重災(zāi)區(qū)，甚至可能因此影響從事室外勞動的勞動者的生命安全。到那時，如今生活著近4億人的華北平原將不再宜居。

麻省理工學(xué)院水文與氣候?qū)＜褽lfaihEltahir是該研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者，他在接受英國《衛(wèi)報》采訪時稱，“這一地區(qū)（中國華北平原地區(qū)）將在未來成為遭受致命熱浪侵襲的最熱門地區(qū)?！?/p>

華北平原占地30萬平方千米，依據(jù)《中國資源科學(xué)百科全書》介紹，該地區(qū)大部分屬暖溫帶半濕潤氣候，冬、春季少雨干旱，夏季多雨濕潤，適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但該地區(qū)旱澇災(zāi)害頻繁，尤以旱災(zāi)最為突出。因降水不夠充沛，使得華北地區(qū)成為重要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。

以往，有許多研究探討了城市人口密度較大、汽車保有量高等因素引發(fā)的城市熱島效應(yīng)，在城市遭受熱浪侵襲中推波助瀾。但麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)研究，將華北平原遭受熱浪侵襲的風(fēng)險，與農(nóng)田灌溉掛上了鉤。

事實(shí)上，關(guān)于灌溉與區(qū)域氣候之間的關(guān)系，此前已有不少論文做了相關(guān)探討。有研究認(rèn)為，灌溉的直接影響在于加強(qiáng)蒸散作用，提高了植被及地面整體向大氣輸送的水汽總通量。同時，灌溉還會降低地表溫度，增加空氣濕度，導(dǎo)致地表與大氣的潛熱交換和顯熱交換總量增加。

基于上述研究背景，麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)利用高分辨率區(qū)域氣候模型集合模擬做出預(yù)測，結(jié)果顯示，灌溉將對熱浪產(chǎn)生的強(qiáng)度具有重要推動作用。而依靠灌溉從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時又是溫室氣體排放“重災(zāi)區(qū)”的華北平原，成為研究報告中遭受熱浪侵襲的重點(diǎn)地區(qū)也就不足為怪了。

依據(jù)麻省理工學(xué)院的研究結(jié)果，在溫室氣體排放未大幅下降的情況下，華北平原在氣候變化和大面積農(nóng)業(yè)灌溉雙重作用的推動下，將遭遇高強(qiáng)度的熱浪侵襲。到2070年至2100年，華北平原地區(qū)的氣溫將達(dá)到35℃的濕球溫度閾值，彼時致命的熱浪或?qū)⒊蔀槿A北地區(qū)的“?？汀?。

濕球溫度是指對空氣進(jìn)行加濕后，其相對濕度達(dá)到100%時所達(dá)到的溫度。以往對熱浪的研究常常關(guān)注于氣溫的變化，事實(shí)上，濕度也是定義熱浪的一個重要變量，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到人體對溫度的感受。

我們都知道，人在高溫環(huán)境中會通過排汗等方式降低自身體溫，但當(dāng)空氣濕度過大時，人體排汗的過程將受到影響，散熱能力受阻。當(dāng)人體自身無法通過調(diào)節(jié)有效維持體內(nèi)熱平衡時，如心力衰竭、肺水腫、膜系統(tǒng)損傷等一系列因熱應(yīng)激而產(chǎn)生的非特異性生理反應(yīng)將會出現(xiàn)。

按照麻省理工學(xué)院的研究報告，當(dāng)濕球溫度達(dá)到35℃時，人類在無保護(hù)環(huán)境中的生存時間只有6小時。但在華北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，室外勞作是難以避免的，這也是該研究認(rèn)為這一地區(qū)將在熱浪侵襲中不再宜居的一個重要因素。

麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)也曾就2017年南亞地區(qū)的溫度變化展開分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)同樣也處于達(dá)到濕球溫度35℃的風(fēng)險中，只不過他們認(rèn)為中國的華北平原是風(fēng)險最高的地區(qū)。

事實(shí)上，過去50年間，中國遭遇熱浪侵襲的頻率和強(qiáng)度都在顯著增加。有研究顯示，1951年至2006年間，中國地表平均溫度以平均每10年上升0.27℃的速度，上升了約1.35℃。與之相較，在1956年至2005年間，全球平均溫度上漲的速率為每10年上升0.13℃。

今年4月中國氣象局發(fā)布了《中國氣候變化藍(lán)皮書》，同樣得出了中國地表氣溫上升高于全球平均水平的結(jié)論?！端{(lán)皮書》顯示，1951年至2017年，中國地表平均氣溫平均每10年上升幅度為0.24℃，高于同期全球平均水平，同時北方增溫速率明顯大于南方地區(qū)。

中國頻發(fā)的高溫事件引起了麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)的注意。2003年7月至8月間，中國南方地區(qū)出現(xiàn)了長達(dá)20天到50天不等的高溫天氣，長江以南許多地區(qū)的最高溫度都超過38℃。而最近一次嚴(yán)重的熱浪侵襲出現(xiàn)在2013年，上海地區(qū)的氣溫一度達(dá)到40.8℃，創(chuàng)下當(dāng)?shù)貧庀笥涗?41年以來的最高氣溫。

這些頻發(fā)的熱浪侵襲事件，從另一方面為該研究提供了中國將飽受熱浪侵襲之苦的佐證。但值得關(guān)注的是，遭受熱浪侵襲事實(shí)上已成為一個全球性話題。有媒體報道稱，自2005年到2014年十年間，全球平均每年出現(xiàn)25次重大熱浪，每年有7200余人喪生。而依據(jù)國家氣候中心監(jiān)測的2018年7月全球最高氣溫距平分布圖，北半球在歐洲、東亞、北美氣溫正距平顯著，其中歐洲最為突出。也就是說，整個北半球大氣正在持續(xù)“高燒”。

不過，在國內(nèi)相關(guān)研究者看來，無論以模式預(yù)測結(jié)果還是既往獨(dú)立的熱浪侵襲事件為依據(jù)，都不能成為麻省理工團(tuán)隊(duì)研究結(jié)論具有確定性的依據(jù)。

氣象研究中的預(yù)報、預(yù)測、預(yù)估分別對應(yīng)著不同時間尺度的氣候判斷，當(dāng)下國際研究中對于短期的氣象預(yù)報可以實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的判斷，但對于中長期的氣候變化預(yù)測與預(yù)估卻仍處于科學(xué)研究探索階段，因而，科學(xué)家認(rèn)為在這樣的前提下，對于近百年后的氣候預(yù)測是否具有準(zhǔn)確性值得探討。

“我們并不知道今后幾十年人類將如何生活，也并不知道今后幾十年地球表層會有什么樣的重要變化?！贝髿馕锢韺W(xué)家、中科院院士呂達(dá)仁告訴《中國新聞周刊》。由于這些不確定性的存在，對近百年尺度的氣候預(yù)測是一件十分困難的事，而此類問題作為一定假定下的學(xué)術(shù)研究值得探討，但能否將其作為指導(dǎo)人類行動的指標(biāo)卻值得商榷。

未來氣候變化預(yù)估主要有三大不確定性來源，“排放情景的不確定性，模式的不確定性以及自然內(nèi)部變率的不確定性”。專家表示，一方面，麻省理工學(xué)院發(fā)表的論文中所采用的區(qū)域氣候模式預(yù)估本身就存在上述不確定性。另一方面，他們使用的再分析觀測資料也與實(shí)際觀測有區(qū)別，有些結(jié)果還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

對于研究報告中所強(qiáng)調(diào)的灌溉對氣溫的影響，國內(nèi)有專家也回應(yīng)稱，當(dāng)前的氣候模式中所使用的陸面模式還有待改進(jìn)，灌溉與氣溫升高之間的關(guān)聯(lián)也并非如該報告中所描述的那般確定，相關(guān)結(jié)論仍需要進(jìn)一步研究。

不過，依據(jù)國家氣候中心發(fā)布的信息，未來我國夏季極端高溫事件的出現(xiàn)概率將會增加，到2025年左右至少有50%的夏季可能出現(xiàn)長時間的高溫?zé)崂诉^程。在最壞的情況下，至本世紀(jì)末，極端高溫?zé)崂耸录l(fā)生的頻率將可能比目前高出5倍。也就是說，盡管麻省理工學(xué)院的研究結(jié)論存在諸多不確定性，但無法回避的現(xiàn)實(shí)是，我們或許在可見的未來，將更頻繁地與高溫天氣為伴。