北方地區的夏季暴雨會常態化嗎?

隨著全球氣候變暖,大氣的水循環會更加劇烈。那麼像北方地區前些天這種幾個小時上百毫米、幾百毫米的降水,今後每年夏天都會常態化嗎?

或者退一步,傳統上比較乾旱的北方地區發生本地降水導致的洪水,會常態化嗎?


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說實話中國降水的問題我也不清楚,就臨時找了篇paper:Projected Changes in Temperature and Precipitation Extremes in China by the CMIP5 Multimodel Ensembles: Journal of Climate: Vol 27, No 17,權作拋磚引玉。

這篇paper是國家氣候中心周波濤等人的研究成果。他們運用CMIP5框架下24個氣候模型來預測中國到21世紀末的氣候情況,包括氣溫和降水。(更多關於氣候模型,例如氣候模型包括什麼內容,氣候模型準不準確,為什麼要多模型等,參考這個有可能構建精確的全球氣候模型嗎? - Yang Shu 的回答)實驗採用RCP4.5 和RCP8.5的排放前景,大概可以理解成「比較暖的未來」和「特別暖的未來」。(更多關於排放前景的問題參考這個:未來有幾種?聊聊氣候情景(climate scenarios)的故事 - 談談天 - 知乎專欄)

該研究分析了各種氣候指數和結果的不確定性,最後得出的結論是中國未來會有更少的冷極端事件(cold extremes),更多的暖極端事件(warm extremes),更加集中的極端降水事件。既然這個問題是北方的暴雨,那我們就主要看看降水的情況。

首先需要說明的是,這裡計算的總降水量、日降水量等只考慮了日降水超過1mm的wet days。由上圖我們可以看到年總降水量(PROPTOT)、平均日降水量(SDII)、大雨的比例(R95p)、持續5天最大雨量(RX5day)和持續一天最大雨量(RX1day)都會增加,當然RCP8.5的情況會增加更多。我們可以想像,如果未來降水增加,那有可能是降水的時間增加,也有可能是降水的強度增加。可以看到,5天最大雨量、1天最大雨量的增長比例是超過其他指數的,這就說明未來降水的增長主要體現極端暴雨的增多上。

那麼極端暴雨的增多在時間和空間上會不會有區別?答案是肯定的。

上圖中,上排兩幅是冬季情況,下排兩個是夏季情況。橫坐標代表中國的區塊,分別是東北(NEC)、華北(NC)、華東(EC)、華中(CC)、華南(SC)、西南一(SWC1,文中主要指青藏地區)、西南二(SWC2,文中主要指雲貴地區)和西北(NWC)。在我國北方地區,冬季極端事件的增加會超過夏季的增加,在南方地區則正好相反。這裡需要注意,增加是相對地增加,北方冬季原本降水就少,所以可以想像是一個「從無到有、從少到多」的過程,而夏季原本就是雨季,那麼就是一個「從多到更多」的過程。當然,這也有可能是未來大氣環流改變造成的。

研究也分析了結果的不確定性,包括模型、自然變率和排放前景產生的不確定性。其中最主要的還是排放前景。也就是說,這個模型的結果是基於一個假設:未來地球受到的輻射強迫增加了4.5W/m2(8.5W/m2)。這個假設作為參考的價值更大,因為未來地球到底升溫多少,是掌握在人類自己手中的。如果我們減排效果好,就可能升溫慢,暴雨少;減排效果差,那就可能是暴雨頻繁,甚至更糟。

當然這個研究是純粹從氣候角度出發的。我們知道暴雨的問題不僅僅是氣候的問題,還要考慮人類的耐受性等等。比如說如果海綿城市能成功,那麼人類城市抵禦強降水的能力就增強了,同樣的降水量可能就不覺得是暴雨災害了。


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