新研究表明全球变暖如何影响降雨
新研究表明，过去一个世纪人类活动引起的气候变暖已导致地球 75% 陆地面积的降雨变化加剧，尤其是澳大利亚、欧洲和北美东部。中国研究人员和英国气象局的研究成果发表在《科学》杂志上。它们首次提供了系统的观测证据，证明气候变化正在使全球降雨模式更加不稳定。
气候模型曾预测，在气候变化下，降雨变化会加剧。但这些新发现表明，过去 100 年来，降雨变化已经加剧——尤其是在澳大利亚。
过去对观测记录的研究要么关注长期平均降雨量（全球范围内没有系统性变化），要么关注极端降雨量（变化难以准确测量）。这项研究仅关注变化性，即降雨时间和降雨量不均匀。
研究结果与包括我们在内的先前研究一致。这意味着干旱期比过去更加干旱，而雨季更加潮湿。
令人担忧的是，随着全球变暖持续，这一问题将进一步恶化。这将增加干旱和洪水的风险——这对澳大利亚来说是一个迫切的问题。
研究发现了什么
研究表明，自 20 世纪以来，降雨变化呈系统性增加趋势。全球日降雨变化每十年增加 1.2%。这一趋势在本世纪下半叶（即 1950 年以后）更为明显。
变化性的增加意味着降雨在一段时间内分布更加不均匀。这可能意味着某一地区一年的降雨量现在在更少的天数内就降下来了。这也可能意味着长期干旱期间会夹杂着倾盆大雨，或者旱灾和洪灾接踵而至。
研究人员检查了观测数据，发现自 20 世纪以来，研究范围内 75% 以上的降雨变化都增加了。欧洲、澳大利亚和北美东部受到的影响尤其严重。这些地区都有详细和长期的观测数据。
在其他地区，降雨变化的长期趋势并不那么明显。作者表示，这可能是由于变化的随机变化或数据集中的错误造成的。
尽管在较小的区域尺度上出现了季节差异，但全球四季的日降雨量变化都有所增加。
作者表示，海平面上升主要是人类活动造成的温室气体排放，导致大气更加炎热潮湿，降雨更加剧烈，且气温与湿度之间的波动更大。
他们表示，这些发现对天气和气候预测以及社会和生态系统的恢复力和适应能力提出了新的挑战。
全球变暖如何影响降雨
为了理解这些发现，有必要了解决定一场暴风雨产生多少暴雨的因素，以及这些因素如何受到全球变暖的影响。
第一个因素是空气中有多少水蒸气。暖空气可以包含更多水分。全球变暖每升高一度，地表特定区域的平均水蒸气量就会增加 7%。
科学家早就知道这个问题了。自工业革命以来，地球温度已上升了 1.5°C，相当于低层大气中的水蒸气增加了 10%。因此，这导致暴风雨变得更加频繁。
第二是风暴风力有多强，第三是小云粒子形成大雨滴的难易程度。需要更多研究来了解这些因素如何受到气候变化的影响，但目前的证据表明，它们结合在一起会进一步加剧短时间间隔内和极端风暴的降雨量增加，同时减少较弱风暴的降雨量增加。
这与澳大利亚的研究有何关联？
隔夜发布的研究结果证实了我们和其他人对澳大利亚降雨变化的研究。
对当前和未来模拟中澳大利亚每日极端降雨总量的分析显示，未来降雨量的增长可能会超过许多过去研究的预期。在最极端的事件中，降雨量可能会急剧增加，而且似乎整个大陆的几乎所有地方都是如此。
2022 年，我们利用雷达数据逐小时查看了悉尼的降雨量。我们发现过去二十年来，悉尼的最大小时降雨量增加了 40%。
我们的研究结果对悉尼应对洪水灾害的准备具有重大意义。更猛烈的暴雨可能会淹没为过去的情况设计的雨水系统。但目前尚不清楚这种区域性暴雨显著增加在多大程度上是由气候变化造成的，也不清楚这种影响有多大。
变化性增加也意味着干旱风险增加。气候模型表明，除非迅速减少温室气体排放，否则澳大利亚许多地区的降雨变化性将继续增加。
仅仅几天的强降雨变化就可能造成或破坏澳大利亚的干旱。这意味着，随着干旱期变得更加干旱，即使是微小的变化也可能在未来带来更具破坏性的干旱。
留意警告
政策制定者往往会过度关注他们所在的地区总体上是变得更加潮湿还是更加干燥。但正如这项新研究表明的那样，他们应该担心的是变化性。
这种波动可能表现为更严重的干旱，也可能意味着极端降雨和洪水的大幅增加。
这种变化将给政府和社区带来诸多挑战，从管理稀缺的水资源到应对自然灾害。我们现在就应该开始为这些未来的挑战做好准备。
随着这一严重的全球问题的恶化，减少温室气体排放和限制全球变暖的需要变得更加紧迫。
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