在全球變暖背景下，未來包括華北地區(qū)在內(nèi)的整個(gè)中國(guó)區(qū)域平均氣溫將持續(xù)上升。但即使在高排放情景下，也并不表明未來會(huì)出現(xiàn)“致命高溫?zé)崂?rdquo;而使華北平原不再宜居。

　　近期發(fā)表在《自然》子刊上的研究預(yù)測(cè)，2070年至2100年中國(guó)華北平原氣溫將多次邁過35℃門檻，且受氣候變化和農(nóng)業(yè)灌溉影響，2070年至2100年，華北平原可能因?yàn)闃O端熱浪不宜居住。

　　這件事引起公眾熱議。是否有科學(xué)依據(jù)？國(guó)家氣候中心氣候變化室閆宇平主任、石英博士、陸春暉博士對(duì)此進(jìn)行了回應(yīng)。

一問：如何看待“華北未來將不宜居”的說法？

　　華北平原長(zhǎng)久以來是典型的溫帶季風(fēng)區(qū)，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季溫暖濕潤(rùn)，雨熱同期，非常適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，同時(shí)也是我國(guó)人口密度最多的區(qū)域之一。受夏季風(fēng)波動(dòng)影響，歷史上華北平原旱澇災(zāi)害多發(fā)，旱災(zāi)更為頻繁，因此華北平原也是重要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。

　　《自然》子刊的這篇論文強(qiáng)調(diào)了華北平原農(nóng)田灌溉對(duì)熱浪侵襲的作用，指出農(nóng)田灌溉加強(qiáng)蒸散作用，增加空氣濕度，導(dǎo)致以濕球溫度為指標(biāo)的熱浪出現(xiàn)明顯上升。

　　由于濕球溫度并不是國(guó)際上常用的表征高溫?zé)崂藝?yán)重程度的指標(biāo)，我國(guó)氣象部門在發(fā)布高溫預(yù)警時(shí)不采用濕球溫度作為指標(biāo)。

　　濕球溫度的日變化曲線和溫度變化相似，一般是午后最高、凌晨最低，但濕球溫度的日較差明顯小于溫度變化，這主要是因?yàn)榘滋祀S著溫度升高，相對(duì)濕度隨之降低，使得濕球溫度的上升幅度不像溫度上升那樣迅速。

　　《自然》子刊發(fā)表的這篇論文以濕球溫度6小時(shí)滑動(dòng)平均值達(dá)到35℃作為閾值，認(rèn)為當(dāng)濕球溫度達(dá)到35℃時(shí)，人類在無(wú)保護(hù)環(huán)境中的生存時(shí)間只有6小時(shí)，對(duì)于華北平原從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)者而言，由于室外活動(dòng)不可避免，所以作者認(rèn)為在高排放情景下，本世紀(jì)末華北平原將出現(xiàn)濕球溫度超過35℃閾值的熱浪，這一地區(qū)將在熱浪侵襲中不再宜居。

　　作者在論文中使用“致命熱浪 (deadly heatwaves)”作為標(biāo)題，引起眾多媒體關(guān)注。實(shí)際上，這只是作者使用單個(gè)氣候模式，采用高排放情景得出的計(jì)算結(jié)果，只能代表一種氣候情景下的最壞可能性。

　　對(duì)華北平原而言，濕球溫度達(dá)到35℃這一閾值，即使在高排放的氣候變化情景下也很難達(dá)到。

　　華北平原地區(qū)夏季白天的最高氣溫雖然可以超過40℃，但相對(duì)濕度并不高(一般在50%以下)，所以濕球溫度也不高；在夏季的晚上，雖然相對(duì)濕度可以增加到80%至90%，但氣溫一般會(huì)降低到30℃以下，所以觀測(cè)到的濕球溫度也不高。

　　如果出現(xiàn)濕球溫度超過35℃閾值的熱浪，意味著在白天相對(duì)濕度為50%的狀態(tài)下，氣溫必須超過47℃；在晚上相對(duì)濕度為85%的情況下，氣溫必須超過37.8℃。也就是說，只有當(dāng)本世紀(jì)末華北平原白天和晚上的氣溫都比當(dāng)前至少升高5℃至7℃的條件下，才有可能出現(xiàn)濕球溫度超過35℃閾值的情況，所以，出現(xiàn)這種極端熱浪的可能性極小。

　　國(guó)家氣候中心對(duì)不同情景下未來氣候變化的預(yù)估結(jié)果表明，未來我國(guó)年平均氣溫將繼續(xù)升高，極端高溫事件的出現(xiàn)概率將增加，到2025年左右，至少有50%的夏季可能會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)崂耍辉诟吲欧徘榫跋拢奖臼兰o(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，這是最極端的一種可能性，即使這樣也并不表明未來會(huì)出現(xiàn)“致命高溫?zé)崂?rdquo;而使華北平原不再宜居。

二問：農(nóng)業(yè)灌溉會(huì)導(dǎo)致未來熱浪侵襲的情況頻現(xiàn)嗎？

　　不可否認(rèn)，未來在不同的氣候變化情景下，華北平原的平均氣溫將進(jìn)一步升高，極端高溫事件增多，這主要還是由于人為溫室氣體排放帶來的溫室效應(yīng)造成的，這篇論文在本質(zhì)上與之前的氣候變化預(yù)估研究沒有太大區(qū)別，但由于作者使用了濕球溫度作為熱浪指標(biāo)，而灌溉對(duì)于空氣濕度又有更加直接的影響，所以作者得出了灌溉顯著增加熱浪強(qiáng)度的結(jié)論。

　　實(shí)際上，灌溉與熱浪之間的關(guān)聯(lián)及與其相關(guān)的物理機(jī)制并非如該論文描述的那樣確定，當(dāng)前氣候模式中涉及灌溉作用的陸面模式還有待改進(jìn)，因此，該論文得出的結(jié)論存在較大的不確定性。

　　此外，該論文是使用高排放情景得出的華北平原不再宜居的結(jié)論，而國(guó)際社會(huì)已經(jīng)于2015年底的巴黎氣候變化大會(huì)上達(dá)成了《巴黎協(xié)定》，明確到21世紀(jì)末將全球溫升控制在相比工業(yè)化前不超過2℃的目標(biāo)，并提出為將全球溫升控制在相比工業(yè)化前不超過1.5℃而努力。也就是說，高排放情景基本上只能作為一種假設(shè)情景而存在，在現(xiàn)實(shí)中是不可能實(shí)現(xiàn)的情景，論文作者基于高排放情景所得出的研究結(jié)論也就失去了現(xiàn)實(shí)意義。

　　此外，現(xiàn)有的氣候模式對(duì)我國(guó)華北平原地區(qū)溫度升高趨勢(shì)的模擬存在一定的高估現(xiàn)象，主要是因?yàn)槿A北平原地區(qū)同時(shí)也是氣溶膠排放較多的區(qū)域，而氣溶膠對(duì)于氣候的冷卻效應(yīng)在現(xiàn)有氣候模式中尚不能得到較好的模擬。

　　因此，對(duì)華北平原未來氣溫的增加幅度、未來高溫?zé)崂耸录脑黾宇l率的預(yù)估仍需要進(jìn)行量化研究，需要通過提高模式的模擬性能，以對(duì)預(yù)估結(jié)果進(jìn)行修正。

　　當(dāng)然，雖然該論文研究結(jié)論的可靠性需要進(jìn)一步評(píng)估，但該論文提出的未來熱浪增加增強(qiáng)的判斷，仍然值得我們重視。

三問：華北地區(qū)未來(2070年至2100年)氣候趨勢(shì)如何？在不同的減排路徑下，會(huì)有不同的趨勢(shì)嗎？

　　在全球變暖背景下，未來包括華北地區(qū)在內(nèi)的整個(gè)中國(guó)區(qū)域平均氣溫將持續(xù)上升。

　　多模式集合平均的預(yù)估結(jié)果顯示，相對(duì)于1986年至2005年，到21世紀(jì)末(2070年至2100年)，在高、中、低三種不同的溫室氣體排放情景下，華北地區(qū)的年平均氣溫將分別增加4.6℃、2.4℃和1.8℃，其中，夏季平均氣溫分別增加4.8℃、2.6℃和2.3℃。

　　從氣候變化預(yù)估的結(jié)果看，我國(guó)華北區(qū)域的年平均氣溫和冬、夏兩季平均氣溫的變化均略低于全國(guó)平均水平，這與預(yù)估的我國(guó)東北和西北地區(qū)升溫較高有關(guān)。

　　在不同的溫室氣體排放情景下，華北地區(qū)的未來氣溫變化趨勢(shì)與中國(guó)區(qū)域平均的氣溫變化趨勢(shì)類似，都表現(xiàn)出不同程度的升溫趨勢(shì)。其中，到2050年前，在不同溫室氣體排放情景下，我國(guó)華北地區(qū)氣溫的增溫幅度和變化趨勢(shì)差異較小，而2050年以后表現(xiàn)出不同的變化特征：在低排放情景下，2050年后華北地區(qū)氣溫的增加趨勢(shì)不明顯，且有一定的下降趨勢(shì)；在中等排放情景下，2070年前華北地區(qū)的氣溫將持續(xù)上升，2070年后氣溫的增加趨勢(shì)變緩；在高排放情景下，到本世紀(jì)末，華北地區(qū)氣溫呈一致的上升趨勢(shì)。

四問：氣候變暖在華北升溫中的貢獻(xiàn)率為多少？如果沒有氣候變暖，自然變率會(huì)讓華北高溫頻現(xiàn)嗎？

　　觀測(cè)結(jié)果表明，1901年至2017年我國(guó)地表年平均氣溫的上升速率為每10年0.104℃，近百年來，我國(guó)地表年平均氣溫上升了1.21℃；1951年至2017年，我國(guó)地表年平均氣溫的增溫速率達(dá)到每10年0.24℃。

　　我國(guó)華北地區(qū)升溫速率高于全國(guó)平均水平，以北京為例，1901年至2017年北京觀象臺(tái)地表平均氣溫的升溫速率為每10年0.13℃，1901年以來，北京觀象臺(tái)地表年平均氣溫上升1.52℃，高于相同時(shí)段我國(guó)年平均氣溫的增溫幅度。

　　在描述全球變暖對(duì)單次極端高溫事件的影響時(shí)，我們通常是指氣候變暖的背景對(duì)這一類事件發(fā)生概率的影響。現(xiàn)有的研究表明，無(wú)論是全國(guó)地表年平均氣溫在最近幾十年的快速增長(zhǎng)，還是夏季高溫?zé)崂耸录念l繁發(fā)生，人類活動(dòng)(以溫室氣體的大量排放為主)引起的氣候變化都是主要原因。

　　國(guó)家氣候中心的研究表明，1961年至2013年觀測(cè)到的全國(guó)地表年平均氣溫上升了1.44℃，其中人類活動(dòng)排放的溫室氣體造成的增溫是1.24℃，貢獻(xiàn)率接近90%，而其他因素如城市化、氣溶膠、自然強(qiáng)迫等都會(huì)對(duì)溫度變化趨勢(shì)產(chǎn)生影響，但人類活動(dòng)的影響占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　同時(shí)，國(guó)家氣候中心還針對(duì)2013年夏季我國(guó)東部的持續(xù)高溫?zé)崂耸录M(jìn)行了研究，分析表明，和上世紀(jì)50年代相比，人類活動(dòng)引起的氣候變化使得這類高溫?zé)崂耸录l(fā)生概率增加了60倍，并且人類排放的溫室氣體如果維持目前的排放量，到2025年左右，類似于2013年夏季的高溫?zé)崂耸录霈F(xiàn)概率約為50%，即每?jī)赡昃蜁?huì)出現(xiàn)一次。

　　綜上所述，無(wú)論是地表溫度的快速增加趨勢(shì)，還是越來越頻繁出現(xiàn)的高溫?zé)崂耸录詼厥覛怏w排放為主的人類活動(dòng)都是主要原因，自然變率的貢獻(xiàn)很小。這一結(jié)論在全國(guó)范圍和華北地區(qū)基本都是一致的。

　　“早立秋冷颼颼，晚立秋熱死牛”？然而，真相是……

　　專家顧問：國(guó)家氣候中心氣候變化室 閆宇平主任 石英博士 陸春暉博士

　　采訪：中國(guó)氣象報(bào)社記者 崔國(guó)輝