气候归因:量化自然灾害真凶
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引言:当阿根廷政府限制小麦出口并警告人们待在家里时,一群来自世界各地的科学家登陆了Zoom在线会议软件——他们是“世界天气归因”(WWA)小组的成员。这是一个气候研究合作组织,由弗里德里克·奥托和格特·扬·范奥尔登博格于2014年创建,这个组织想要回答一个困扰人们很久的基本问题:气候变化是否加剧了极端天气事件?如果是,程度究竟如何?WWA的终极目标是:当灾害发生时,第一时间为公众、媒体、政策制定者、应急管理人员和城市规划者提供准确的分析,帮助他们了解如何准备和应对下一次灾害。
例如,2021年,一场热浪席卷了美国的太平洋西北地区,在随后不到一周的时间内,该小组就基于已有的科学研究,发布了一份全面、细致的评估报告。报告得出的基本结论是,如果没有人为导致的气候变化,这些打破纪录的灾害几乎不可能出现,气温更不会“如此极端,甚至远远超出了历史观测中的温度范围”。另一个例子是2022年的春天,印度和巴基斯坦大片地区遭遇热浪,高温威胁着当地居民的生命,该小组估计正是气候变化使得这里的热浪更加炎热,且更容易发生。而在去年夏天,巴基斯坦的大片地区遭受洪灾时,该小组也指出,气候变化可能使该地增加了多达50%的降水量。
今天的科学家在分析极端天气时,响应速度和准确性已经取得了巨大的进步。十年前,许多科学家还不愿意谈论气候变化如何影响特定的极端天气事件。但现在,这个领域“已经完全改变了”,奥托告诉我——奥托现在是牛津大学全球气候科学教授,她办公室的墙上贴满了世界地图。当描述归因科学的历史时,她非常直率:“一开始人们会说‘做不到’‘模型不够好’之类的。但现在,我们知道该怎么做了。”
在2014年,归因研究还很难进行,也无法及时跟进,部分原因是研究结果常常需要经过一年以上的同行评审。为了解决这个问题,WWA设计了一套快速展开研究的流程,并直接向公众发布结果。
十年前,联合国政府间气候变化委员会(IPCC)表示,归因科学还不能“达成预期目的”。相比之下,2021年发布的IPCC报告则称归因科学已经足够“可靠”。如今,归因科学已能够明确量化气候变化的影响有多大。这改变了社会的方方面面,从保险索赔、法庭庭审,再到相关的国际谈判。奥托还希望WWA的报告可以向政府说明究竟为什么要减少碳排放。于是,去年12月,当高温天气炙烤着阿根廷、玻利维亚和巴拉圭时,奥托和WWA的其他成员也在开展行动。
1.信心在增强
2004年在《自然》杂志上发表的一篇论文是气候归因领域最早被广泛引用的研究。这篇论文发表于欧洲遭受数百年来最炎热夏季的一年半之后,当时农作物歉收,阿尔卑斯山的冰川缩小了10%,逾3万人死亡。该研究的主要作者彼得·A.斯托特是英国气象局哈德利气候科学与服务中心的气候学家,他得出结论:人类活动的影响使出现破纪录热浪的概率至少翻了一倍。如今,美国海洋和大气管理局(NOAA)的气候学家斯蒂芬妮·赫林也表示,当时这个问题“非常难缠”,只有那些真心热爱统计概率、大气物理学和空气动力学的研究者会关注。从2012年起,赫林开始为美国气象学会发布有关极端天气事件的年度报告,“我们谁也没有预料到,这个研究领域最终竟会获得如此多的公众关注”。
2012年10月,飓风“桑迪”袭击了美国纽约市和新泽西州,随之而来的是公众对飓风的关注。人们都想知道这场风暴为什么能在如此靠北的位置产生如此强大的破坏力。(飓风通常在中低纬度沿岸地区登陆,并造成破坏,很少能向北运动到中高纬度地区。)数月后发布的分析报告显示,当年早些时候大量北极海冰融化,形成的大片开放水域吸收了更多太阳辐射,这可能加剧了“桑迪”的猛烈程度——然而这种联系仅仅被描述为“一种较合理的可能机制”。美国大气研究中心(NCAR)的著名学者凯文·特伦伯思就曾表示,科学家往往过于保守,表述时常常低估气候变化的影响。大多数研究人员也仍然不愿讨论气候变化对一场风暴的具体影响。
分析方法的进步使科学家更容易分离出气候变化的影响。在21世纪头几年,很少有机构拥有可以运行包含大量数据的气候模式的高性能计算机系统。如今,研究人员在家中通过云服务就可以用笔记本电脑完成这项工作,甚至还可以将多个模式组合起来多次运行,从而提高结果的可信度。气候模式本身的准确性也普遍提高了,比如分辨率越来越高,这使其能更精准地提供特定位置的信息。