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“華北平原或不再宜居”真相 專家談致命高溫熱浪

來源:中國氣象局微信公眾號 2018-08-10 17:12 http://www.ghqlgyb.cn/

  在全球變暖背景下,未來包括華北地區(qū)在內的整個中國區(qū)域平均氣溫將持續(xù)上升。但即使在高排放情景下,也并不表明未來會出現(xiàn)“致命高溫熱浪”而使華北平原不再宜居。

  近期發(fā)表在《自然》子刊上的研究預測,2070年至2100年中國華北平原氣溫將多次邁過35℃門檻,且受氣候變化和農業(yè)灌溉影響,2070年至2100年,華北平原可能因為極端熱浪不宜居住。

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

一問:如何看待“華北未來將不宜居”的說法?

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

  《自然》子刊的這篇論文強調了華北平原農田灌溉對熱浪侵襲的作用,指出農田灌溉加強蒸散作用,增加空氣濕度,導致以濕球溫度為指標的熱浪出現(xiàn)明顯上升。

  由于濕球溫度并不是國際上常用的表征高溫熱浪嚴重程度的指標,我國氣象部門在發(fā)布高溫預警時不采用濕球溫度作為指標。

  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,這主要是因為白天隨著溫度升高,相對濕度隨之降低,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小時滑動平均值達到35℃作為閾值,認為當濕球溫度達到35℃時,人類在無保護環(huán)境中的生存時間只有6小時,對于華北平原從事農業(yè)生產的勞動者而言,由于室外活動不可避免,所以作者認為在高排放情景下,本世紀末華北平原將出現(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)”作為標題,引起眾多媒體關注。實際上,這只是作者使用單個氣候模式,采用高排放情景得出的計算結果,只能代表一種氣候情景下的最壞可能性。

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

  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,雖然相對濕度可以增加到80%至90%,但氣溫一般會降低到30℃以下,所以觀測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,意味著在白天相對濕度為50%的狀態(tài)下,氣溫必須超過47℃;在晚上相對濕度為85%的情況下,氣溫必須超過37.8℃。也就是說,只有當本世紀末華北平原白天和晚上的氣溫都比當前至少升高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。

  國家氣候中心對不同情景下未來氣候變化的預估結果表明,未來我國年平均氣溫將繼續(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%的夏季可能會出現(xiàn)長時間高溫熱浪;在高排放情景下,到本世紀末極端高溫熱浪事件發(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出現(xiàn)“致命高溫熱浪”而使華北平原不再宜居。

二問:農業(yè)灌溉會導致未來熱浪侵襲的情況頻現(xiàn)嗎?

  不可否認,未來在不同的氣候變化情景下,華北平原的平均氣溫將進一步升高,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造成的,這篇論文在本質上與之前的氣候變化預估研究沒有太大區(qū)別,但由于作者使用了濕球溫度作為熱浪指標,而灌溉對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度的結論。

  實際上,灌溉與熱浪之間的關聯(lián)及與其相關的物理機制并非如該論文描述的那樣確定,當前氣候模式中涉及灌溉作用的陸面模式還有待改進,因此,該論文得出的結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論,而國際社會已經(jīng)于2015年底的巴黎氣候變化大會上達成了《巴黎協(xié)定》,明確到21世紀末將全球溫升控制在相比工業(yè)化前不超過2℃的目標,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情景而存在,在現(xiàn)實中是不可能實現(xiàn)的情景,論文作者基于高排放情景所得出的研究結論也就失去了現(xiàn)實意義。

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

  因此,對華北平原未來氣溫的增加幅度、未來高溫熱浪事件的增加頻率的預估仍需要進行量化研究,需要通過提高模式的模擬性能,以對預估結果進行修正。

  當然,雖然該論文研究結論的可靠性需要進一步評估,但該論文提出的未來熱浪增加增強的判斷,仍然值得我們重視。

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

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

  多模式集合平均的預估結果顯示,相對于1986年至2005年,到21世紀末(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℃。

  從氣候變化預估的結果看,我國華北區(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平均水平,這與預估的我國東北和西北地區(qū)升溫較高有關。

  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與中國區(qū)域平均的氣溫變化趨勢類似,都表現(xiàn)出不同程度的升溫趨勢。其中,到2050年前,在不同溫室氣體排放情景下,我國華北地區(qū)氣溫的增溫幅度和變化趨勢差異較小,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)氣溫的增加趨勢不明顯,且有一定的下降趨勢;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變緩;在高排放情景下,到本世紀末,華北地區(qū)氣溫呈一致的上升趨勢。

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

  觀測結果表明,1901年至2017年我國地表年平均氣溫的上升速率為每10年0.104℃,近百年來,我國地表年平均氣溫上升了1.21℃;1951年至2017年,我國地表年平均氣溫的增溫速率達到每10年0.24℃。

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

  在描述全球變暖對單次極端高溫事件的影響時,我們通常是指氣候變暖的背景對這一類事件發(fā)生概率的影響?,F(xiàn)有的研究表明,無論是全國地表年平均氣溫在最近幾十年的快速增長,還是夏季高溫熱浪事件的頻繁發(fā)生,人類活動(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。

  國家氣候中心的研究表明,1961年至2013年觀測到的全國地表年平均氣溫上升了1.44℃,其中人類活動排放的溫室氣體造成的增溫是1.24℃,貢獻率接近90%,而其他因素如城市化、氣溶膠、自然強迫等都會對溫度變化趨勢產生影響,但人類活動的影響占據(jù)主導地位。

  同時,國家氣候中心還針對2013年夏季我國東部的持續(xù)高溫熱浪事件進行了研究,分析表明,和上世紀50年代相比,人類活動引起的氣候變化使得這類高溫熱浪事件發(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年夏季的高溫熱浪事件出現(xiàn)概率約為50%,即每兩年就會出現(xiàn)一次。

  綜上所述,無論是地表溫度的快速增加趨勢,還是越來越頻繁出現(xiàn)的高溫熱浪事件,以溫室氣體排放為主的人類活動都是主要原因,自然變率的貢獻很小。這一結論在全國范圍和華北地區(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:中國氣象報社記者 崔國輝

原標題:“致命高溫熱浪”將使華北平原不再宜居?專家這樣說
責任編輯:鄭莉莉
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