科技日報記者 陸成寬
「幾天下完一年的雨」「上個月抗旱、這個月抗洪」 「溼期更溼、幹期更幹」……近年來，隨著氣候增暖，極端強降水、旱澇急轉等現象頻繁襲擊全球各地。究竟是什麼原因導致乾溼振盪如此劇烈，吸引了學界廣泛關注。
7月26日，《科學》線上發表了一項關於全球降水異常的重要研究成果。來自中國科學院大氣物理研究所等單位的科研人員發現，過去百年來，人為溫室氣體排放導致了全球陸地降水變率顯著增強。
1900-2020年間降水變率的線性趨勢，綠色表示降水變率增強、棕色表示減弱（基於GHCN-Daily觀測資料；中國科學院大氣物理所供圖）
降水變率是指降水隨時間的波動幅度，常以標準差衡量。降水變率越強，降水在時間上的分配越不均勻，水資源供給越不穩定，「溼期更溼、幹期更幹」，乾溼振盪更加劇烈。降水變率的強弱變化直接影響到社會和生態系統的氣候恢復力。此前，儘管氣候預估研究指出理論上全球降水變率將隨著未來增溫而增強，但是，在實際觀測中人類活動是否已經改變了降水變率尚無證據。
此次，科研人員利用國際上所有可公開獲取的逐日降水觀測資料，通過嚴格篩選和系統分析，揭示了1900年以來，在觀測資料充足的地區，全球約75%的陸地上降水變率已增強，其中尤以歐洲、澳大利亞和北美東部最為顯著。降水變率的增強涵蓋多個時間尺度，包括天氣尺度、月尺度和季節內尺度。就全球平均而言，逐日降水變率正在以每10年增長1.2%的速率增強。
為剖析上述現象背後的物理原因，科研人員進一步研究發現，降水變率的增強可歸因於人為溫室氣體排放，且熱力作用主導。溫室氣體增溫引起大氣水汽含量增加，使得降水異常幅度增大、變率增強。同時，大氣環流的變化在年代際尺度上影響降水變率，且這種動力作用存在明顯的區域特徵。
「此前我們僅在氣候預估研究中發現降水變率未來將隨增溫而增強，這裏我們基於歷史觀測資料，發現隨著人為氣候增暖的累積，降水變率在過去百年來已經增強。」論文第一作者、中國科學院大氣物理所副研究員張文霞說，這項研究為認識全球變暖對降水的影響提供了新認識，為深化多尺度水迴圈變化機制研究提供了新證據。
「氣候變化研究傳統上主要關注平均態和極端事件的變化，關注全球變暖對氣候變率的影響是一個新視角。伴隨降水多變性的增強，旱澇急轉現象在全球許多地區將更頻繁、更劇烈。極端氣候事件之間的劇烈和快速轉換印證了極端事件的複合性這一新特徵。」論文通訊作者、中國科學院大氣物理所研究員周天軍說。
周天軍表示，降水變率增強將對農業生產、水資源管理、生態系統保護和社會經濟產生深遠影響，也對防災減災和應對氣候變化提出了新的挑戰。由降水變率增強帶來的一系列影響已經凸顯，社會各界對此需要高度重視，並採取切實有效的措施來減緩其不利影響。