专栏预出版|IPCC AR6解读之极端天气气候事件变化

发布于 2021-09-22 09:43

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IPCC AR6报告解读之极端天气气候事件变化

周波涛，钱进

周波涛，钱进. IPCC AR6报告解读：极端天气气候事件变化 [J]. 气候变化研究进展, 2021, 17 (6). DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2021.167

Zhou B T, Qian J. Changes of weather and climate extremes [J]. Climate Change Research, 2021, 17 (6). DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2021.167

背景

IPCC AR6首次单独成章（即第11章）全面和系统地评估了极端事件变化，包括：极端温度、强降水、干旱、极端风暴、复合事件等，内容涉及物理机制和驱动因子、观测的变化趋势、模式模拟能力评估、检测与归因以及未来变化预估等。AR6除了呈现全球和大陆尺度极端事件变化信息外，更加侧重区域尺度（除南极以外的AR6陆地区域）的变化信息，并预估了不同温升水平下（1.5~4°C）不同区域的极端事件变化。

主要评估结论

（1）极端温度事件

AR6评估表明，自20世纪50年代以来，全球尺度暖昼和暖夜天数增加，冷昼和冷夜天数减少；最暖日（TXx）和最冷日（TNn）温度均呈升高趋势，且陆地区域平均的TNn上升幅度比TXx上升幅度大；热浪强度和频次增加，持续时间延长。极端温度事件的这些变化与AR5评估结论一致，但随着证据增加，其在信度上较AR5进一步提高。

关于极端温度变化的归因，AR6评估得出，人为影响是20世纪中叶以来全球尺度（极可能）和大多数大陆尺度（很可能：亚洲、欧洲、北美、澳大拉西亚）极端温度事件变化的主要驱动力（图1）。在区域尺度上，除人为影响外，极端温度变化还受陆面反馈过程、土地利用和土地覆盖变化、气溶胶浓度变化、年代际自然变率等区域过程的调控。

在未来全球气候进一步变暖情景下，极端热事件（包括热浪）将趋多趋强；极端冷事件将减少减弱。AR6的一个亮点结论是：在大多数陆地区域，极端温度事件强度的变化与全球增暖幅度成正比。极端热事件频次变化随全球增暖幅度呈非线性增长，越极端的事件，其发生频率的增长百分比越大。

图1 20世纪中叶以来极端热事件的变化与归因。每个六边形对应于一个AR6区域（引自决策者摘要）

https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Full_Report.pdf

（2）强降水

20世纪中叶以来，全球尺度陆地强降水事件的频次和强度可能增加。大陆尺度上，除欧洲和北美外，亚洲区域强降水事件可能也增多增强了。区域尺度上，19个区域的强降水事件呈现中等信度以上的增多增强变化趋势。

AR6评估认为，人为影响特别是温室气体排放可能是全球尺度陆地强降水增强的主要驱动力。在大陆尺度上，人为影响对北美、欧洲、亚洲强降水变强具有贡献（高信度）。在区域尺度，由图2可见，除欧洲北部（NEU，高信度）和北美中部（CNA，中等信度）外，其余区域为低信度，说明强降水变化的复杂性。

随着全球变暖加剧，强降水事件很可能变得更强、更频繁。越极端的强降水事件，其发生频率的增长百分比越大（高信度）。

同2 同图1，但为强降水

（3）干旱

干旱变化的观测证据在SREX和AR5时十分有限。AR6将干旱细分为农业生态干旱、气象干旱和水文干旱3种类型，基于更长的时间序列和新的研究证据分别评估了其变化，为本次评估报告的一大进展。如图3所示，12个区域（非洲区域：WAF、CAF、WSAF、ESAF；亚洲区域：WCA、ECA、EAS；欧洲区域：MED、WCE；美洲区域：WNA、NES；澳大利亚区域：SAU）的农业生态干旱加重（中等及以上信度），仅澳大利亚北部（NAU）的农业生态干旱减轻。

人类活动导致的气候变化通过增加蒸散发对一些区域的农业生态干旱增加具有贡献。人为影响对大多数区域的气象干旱变化的贡献为低信度。水文干旱变化的证据相对较少。

随着未来全球气候进一步增暖，更多区域将受到农业生态干旱加重的影响（高信度）。未来全球升温幅度越大，遭受农业生态干旱加重影响的区域就越多。

图3 同图1，但为农业生态干旱

4 极端风暴

AR6评估发现，可能的是，近40年来全球强台风（飓风）占比增加，西北太平洋热带气旋达到最大风力时的位置向北移动。

人类活动对热带气旋降水增加具有贡献（高信度）。随着未来全球气候进一步变暖，全球强台风（飓风）占比、热带气旋最大风速和热带气旋降水很可能将增加，西北太平洋热带气旋达到最大风力时的位置可能进一步向北移动。

5 复合事件

AR6的一大重点进展是首次全面系统地评估了热浪和干旱复合事件、与野火有关的复合天气事件（炎热、干燥、大风的组合）、沿海和河口地区的洪涝复合事件（极端降水、风暴潮、河流流量等多种因素共同导致的洪涝事件）的过去变化与归因以及未来变化。

AR6评估表明，20世纪50年代以来，全球热浪和干旱复合事件增多（高信度），欧洲南部、欧亚北部、美国和澳大利亚等地利于野火发生的复合天气事件变得越来越频繁（中等信度），一些沿海和河口地区的洪涝复合事件增多（中等信度）。人为影响可能增加了这些复合事件的发生概率。随着未来气候变暖加剧，许多区域的复合事件发生概率将增加（高信度）。

小结

总体来讲，自AR5以来，人为气候变化对极端事件影响的证据加强，人为影响的信号更清晰。人类活动导致的气候变化已经影响到全球各个区域的许多极端事件变化。未来极端事件的变化与全球变暖幅度有关，即使全球小幅变暖也会加剧极端事件频次和强度的变化。且随着全球气候变暖加剧，在观测记录中未出现过的一些极端事件将会发生，会造成更大的气候风险和影响。与2°C相比，将全球温升控制在1.5°C将避免许多极端事件的额外变化。

这些认识再次凸显了应对气候变化和极端事件风险的紧迫性。除了积极采取行动减缓全球气候变暖外，还需及早制定适应策略，以减轻极端事件变化引发的风险。

第一/通信作者

周波涛教授