魏科：氣候變化帶來蝴蝶效應

7月22日，全球日平均氣溫達到17.15℃，成為人類歷史上有記錄以來最熱的一天。除了干旱、炎熱，暴雨等極端天氣也有愈演愈烈之勢，中國多個省份的歷史雨量極值紀錄被刷新。

極端天氣與全球變暖之間的關聯越來越多地被證實，全球變暖帶來的不只是炎熱、海平面上升等數十年甚至上百年后才會出現的線性結果，更包括突然到來的干旱、暴雨、洪澇、風暴等近在眼前的極端天氣，后者是一種蝴蝶效應。

“我們此前認為氣候變化只會影響‘未來’，而那個‘未來’已經到來。”中國科學院大氣物理研究所季風系統研究中心副主任魏科對《第一財經》雜志說。

氣候是一個復雜系統，人類賴以生存的生態系統同樣也是。這意味著發生在任何系統的變化都會帶來蝴蝶效應，其結果是不可預測的。極端天氣只是氣候變化后的非線性結果之一，更多未曾被廣泛預測、認知的后果還包括老年人與兒童的健康、傳染病周期、城市建筑與道路設計的不適配、糧食價格、生物多樣性，甚至農作物營養水平的改變……

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W魏科

我們已經越過氣候變化的臨界點

Yi極端天氣似乎變得越來越頻繁，全國出現40℃以上高溫的范圍持續增加，洪澇等極端天氣現象頻發，這是為什么？

W這個夏天的確熱得更早，也熱得更猛。每一次極端高溫有其特定的天氣條件，但全球范圍內極端高溫天氣的頻繁發生，就是全球氣候變暖的體現。

我們首先需要區分“天氣”和“氣候”的概念，天 氣是指短期的氣象變化，而氣候是較長時間內氣象要素的平均或統計狀態。在全球變暖這一氣候變化的大背景下，極端天氣發生的概率會大大上升，這一點在學界已經有了比較廣泛的認知。

Yi除了高溫，暴雨現象也更加頻繁地出現了，這也和全球變暖的背景有關嗎？

W全球變暖會使暴雨出現的頻率上升。因為溫度越高，大氣中可以容納的水汽就會增加，導致降水模式發生變化：在干旱地區，由于溫度升高，大氣可以容納更多的水汽，雨更難降下來，干旱會加劇；而在濕潤地區，隨著大氣水汽含量的增加，一旦降水發生，降水量可能會更大，導致洪水發生的可能性增加。這就是氣候界所稱的“干更干，濕更濕”的現象。

梅雨的模式也發生了變化，之前是纏纏綿綿下一個月左右，而現在梅雨變得更極端，降雨期雨下得很猛，降雨中斷后天氣會非常悶熱，這就是所說的“暴力梅”。

全球變暖之后，寒潮發生的頻率會降低，冬天整體會更溫和。這聽起來是一種讓人更舒適的情況，但在整體溫度升高的背景下，寒潮前后降溫的幅度會更大，人對寒冷的抵御能力也會下降，所以體感上會覺得更冷。

除了溫度變化，大氣環流也會變得更不穩定。今年南昌出現了人在樓里被大風卷走并墜樓的事件，這就是強對流天氣引起的。對流會把來自熱帶的暖空氣集中到極地，把極地的冷空氣帶到低緯度地區，所以會出現部分地區比北極南極溫度更低的情況。

Yi目前具體哪些極端天氣現象被證明和氣候變化是顯著相關 的？

W高溫酷暑、暴雨及其帶來的洪澇和天氣變化的關系已經被廣泛證明。此外，變暖之后，臺風的強度在增強，強臺風越來越多，臺風的路徑也越來越靠北。2020年8月，有3個臺風直接到了哈爾濱，以往東北是幾乎不會出現臺風的。

除了個別極端天氣事件，在變暖的背景下，春季和夏季作為暖季的時長會變長，來得更早去得更晚。

Yi極端天氣和全球變暖之間的關系是如何被理解和證明的？

W最早的研究應該是英國科學家Peter Stott在2003年的時候提出的，歐洲在2003年遭遇了熱浪，死了7萬多人。他們的研究證明全球變暖使得這樣的極端天氣事件發生的概率翻了一番，這項研究發表在2004年的《Science》。從那時起，這兩者關系的研究思路才被打通。

2015年，氣候歸因組織（WWA）成立，能較為準確地量化氣候變化對特定極端天氣事件的影響，并將結果快速發表。在這之前，要證明這一關系需要很長的時間。他們的研究思路是模擬兩個不同的環境，比較在沒有氣候變化和有氣候變化的情況下，極端天氣事件發生的概率差值。WWA已經對全球范圍內的熱浪干旱、極端降雨、寒潮等各類事件做了歸因研究。

天氣歸因的研究有廣泛的社會意義。假如我的房子被水淹了，之前這被認為是自然現象，沒有任何人或者機構需要對此負責。但有了歸因研究，這一天氣事件可能被證明是受到人為氣候變化影響，理論上說，受害者可以向那些碳排放多的機構索賠。這在劃定責任上還有難度，但長久來看，可能會建立一種氣候追責的機制。

Yi學界目前是怎么定義極端天氣的？

W學界認定的極端天氣是相較于各區域的歷史數據超出了劃定的閾值的天氣情況。各地的數據基準點不一樣，對極端天氣的認定就不一樣。比如南方有些地方超過35℃是極端天氣，但對于青藏高原，突破25℃可能就算極端天氣了。目前學界和氣象部門的認知是比較一致的。公眾理解的極端天氣更多在事件帶來的影響層 面。

Yi 2023年已經是有記錄以來最熱的一年了，但2024年可能更熱。這個趨勢會一直持續嗎？

W 從長期變化趨勢看，未來肯定是會越來越熱的，但具體到每一年是否比前一年更高，這個不好判斷，因為短期氣候情況會受到氣候系統的影響，可能出現波動。但長期的走高趨勢是一定的。

從現在到本世紀中葉，未來近30年的升溫已成定局，這是由之前的碳排放量來決定的。如果2050年能實現碳中和，才有可能逆轉這一趨勢。我們現在采取的各類減排措施，只能影響2050年之后的情況。

Yi 極端天氣的頻繁程度能從研究數據體現出來嗎？

W 學界對于極端高溫、暴雨、臺風都有長期的研究，能證明發生頻率增加的趨勢非常明顯。根據聯合國減災辦公室發布的《災害造成的人類損失（2000-2019）》報告，這20年里，極端高溫事件的數量增加了232%，洪澇災害增加134%；風暴增加97%，山火燃燒增加46%，干旱事件增加29%。從數據上不難看出，我們已經全面進入災害頻發的階段。

Yi 學界有對于極端天氣的分級嗎？目前的極端天氣強度和歷史上相比，有什么變化？

W 除了發生頻率增加，極端天氣的強度也在增加。以前的極端天氣可能是下一場特大暴雨，降雨量超過250mm，但現在一場暴雨的降雨量動輒超過400mm，甚至下完了半年、一年的降雨量。我們頻繁看到天氣事件“破紀錄”這樣的描述，這就說明強度已經比之前出現過的所有情況更大了，這就是更極端的表現。

Yi 我們現在的天氣預報系統，能夠對極端天氣發出預警嗎？

W 目前的天氣預報系統已經很先進了，很少錯過對大的極端天氣的預警。像北京去年的大雨，系統提前好幾天就已經發了紅色預警。但是防災減災不光是天氣預報的問題，基礎設施建設、社會管理、應急方案等方面都需要跟上。整個社會的現代化水平全面提高了，才能把損失降到最低。

Yi 全球變暖，會給我們所處的環境帶來哪些變化？

W 全球變暖會帶來一系列連鎖反應。海平面上升是一個比較明顯的結果，低洼城市的居住環境會受到很大影響。而且，海水入侵會污染地下水，導致土壤鹽漬化，影響農業和淡水資源。

除了影響水資源，全球變暖會帶來各類農業問題。對于中國北方地區，溫度升高有助于減少冷害，但水資源才是限制北方農業發展的首要因素，干旱會極大影響作物產量。一旦農作物減產，區域的物價水平會受到影響，大宗商品的價格出現波動。在我們看不見的地方，氣候變化會改變經濟結構。除了產量，氣候變暖還會導致作物品質發生變化，比如二氧化碳濃度變高會減少水稻的營養。

氣候變化也會影響社會穩定。對于有些國家和地區，極端天氣頻發會使得難民問題加劇、地區沖突增加。氣候變化還會加劇社會不公平現象，低收入群體會受到高收入人群更大的影響。比如，在高溫天氣下，不得不在戶外工作的人群承擔的風險和生活在空調房里的人并不一樣。而且，研究發現，氣候變化也會讓女性權益受損，讓貧窮地區的童婚率增加。

Yi 氣候變化會給個人的日常生活帶來哪些影響？

W 我們每個人都會受到影響，只是程度不同。首先是健康方面，除了氣象災害對人的直接威脅，溫度變化會明顯影響兒童、老年人及慢性病人群狀況。高溫還會提高熱射病發生的概率，并對人的心理健康造成影響，燥熱很容易讓人身心疲憊。

氣候變化已經在影響人的生活方式。比如，人很難再在高溫天氣出行，戶外活動的時間會受到限制。沙特在建一個未來的“直線城”，它是分層的，人住在地下，上面是交通，未來住在地下的人可能會越來越多。

對于更廣大的普通人而言，氣候變化意味著你要承受的風險會增加。不管是日常出行、去山里旅游，還是開車上班，我們遭遇極端天氣的可能性都增加了。

2020年是“氣候危機元年”

Yi 現在氣候變化的話題越來越多地被提起，在你看來，這個話題是什么時候開始被廣泛關注到的？

W 我之前提出了一個概念，將2020年稱為“氣候危機元年”。有人認為，氣候變化帶來的后果是未來才需要面對的。我提這個起點就是想讓大家意識到，那個“未來”現在已經來了。

之所以說是2020年，除了暴雨等極端天氣當年就已經頻繁出現，還有兩個契機。在當年的聯合國氣候大會上，聯合國秘書長古特雷斯呼吁各個國家進入到“氣候緊急狀態”，也是在這一年，中國明確提出了“雙碳”政策。現在，我還是堅持這個判斷，因為在2020年之后的每一年，我們都在頻繁地面對各類極端天氣事件，我們面臨的考驗越來越嚴峻。

2022年夏季，上海最高溫7次突破40℃，上海市氣象局罕見地發布了7次高溫紅色預警，而從華北到長江流域、華東和華南的廣大地區連續出現自1961年以來最強高溫，重慶的最高溫度甚至達到45℃，多地還出現了停電停水。越來越多人感受到自己的生存狀況受到了天氣的影響。

Yi 有人認為，氣候長期以來都是變化的，以前變化過，以后也會變，現在的變暖很正常，你如何看待這種觀點？

W 這是很典型的反氣候變化的觀點，在各類反氣候變化的觀點里長期排名第一，甚至國內外很多學者也無法區分古氣候變化和現在的氣候變化情況。

地球歷史上確實出現過多次“冰期-間冰期”的變化，以及與之相伴的全球冷暖交替，并且在地球絕大多數歷史中，全球溫度都遠高于現在。但是，古氣候變化發生的時間跨度非常長，古新世-始新世極暖期（距今約6500萬至5300萬年之間）算是地球歷史上升溫迅速的時期，在3000到20000年里，二氧化碳濃度平均增速為每年0.04至0.42ppm，全球溫度升高4℃到7℃。而在2010年至2020年，二氧化碳平均增速達每年2.5ppm，1970年到2010年，地球升溫的速度是每10年增加約0.18℃。目前，我們面臨的升溫速度是每10年增加0.3℃左右。

這種速度的差別相當于“人活兩周就死”和“人活百歲會死”，對于后者，絕大多數人會坦然接受，不會影響生活，對于前者則需要馬上采取措施。

Yi 目前持反氣候變化觀點的人還多嗎？

W 氣候變化本來是氣候研究的科學問題，但氣候應對行動涉及廣泛的利益方，使得這一問題突破了科學領域，成為各方力量的爭奪點。圍繞氣候變化的戰爭始于30年前，并一直蔓延至今。

反氣候變化的聲音并不是零散的，而是“全副武裝”的。1988年國際成立政府間氣候變化委員會（IPCC）的時候，國際石化組織也成立了名為“全球氣候聯盟”的組織，成員包括國際知名的石化公司、汽車公司。這類組織多年來一直非常活躍，通過資助一些所謂的“科學家”，傳播“全球氣候并沒有變暖”“全球變暖是無良科學家的陰謀”等觀點，造成公眾的認知混亂。

這一輿論戰爭的轉折點是IPCC第六輪評估報告的發布，其中用了“毋庸置疑”（unequivocally）來描述人類活動對氣候變化的影響，讓反氣候變化的偽科學失去了基礎。此外，年輕人開始崛起，他們拒絕忽悠，在世界各地發起環保運動。現在，極端天氣事件頻發，越來越多人恍然大悟，反氣候變化可能只是一門生意。

Yi 用氣候工程這種人為的方法改造氣候變化，可行嗎？

W 氣候工程的研究已經持續了20年，提出的方法包括太陽輻射管理和碳捕集與封存。但這些方法都還停留在理論層面，可行性和倫理問題仍有爭議。

太陽輻射管理的目標是減少到達地球的太陽輻射，從而降低地球溫度，方法包括在太空部署大型反射鏡面，以及模擬火山爆發向平流層注入硫酸鹽氣溶膠以增加反射率等。暫且不論第一種方法是否有效，僅部分地區可能會因此失去陽光這一倫理問題，就可能讓全世界陷入無休止的爭執；后一種則可能會引起臭氧的大幅度損耗，增加到達地面的紫外線輻射，帶來副作用。

碳捕集與封存的思路是從大氣中吸收二氧化碳，架設巨型的空氣凈化器。這種方法面臨的主要問題是成本高昂，吸收量是否多于因制造大型吸收設備排放的量也有待驗證。此外，以上方法能吸收的二氧化碳量與人類活動排放的總量相比，幾乎可以忽略不計。