科学家从今年创纪录的“极端热浪”中吸取了什么教训

最近几周，从伦敦到上海，前所未有的热浪席卷了世界许多地区。今年6月，东京连续9天气温超过35摄氏度，这是自19世纪70年代有官方统计以来最严重的热浪。7月中旬，英国气温自开始测量以来首次飙升至40摄氏度以上，打破了记录。与此同时，高温引发的野火肆虐了法国、西班牙、希腊和德国的部分地区。中国已经遭遇了多次大面积的热浪，包括上周袭击400多个城市的热浪。

气候科学家早就警告说，随着全球变暖，热浪袭击将更加频繁，温度也将更高。但根据上个月发表的一项研究，未来的到来比研究人员担心的要快，尤其是在西欧，那里是热浪的热点。这些不仅仅是越来越强的热浪——它们是打破记录的热浪，打破了气候模型的预期。研究人员现在正忙于剖析今年热浪的细节，以便更好地了解极端高温将如何影响社会的发展。

“科学界显然一直在考虑这些事件发生的可能性，”英国布里斯托尔大学(University of Bristol)研究英国热浪的气候科学家尤尼斯·罗(Eunice Lo)说。但“它真的发生了，这仍然是相当超现实的”。

极端高温是全球变暖造成的更致命的后果之一。它会直接杀死人，比如那些在户外工作的人。它使电网超负荷运转，在人们最需要空调或风扇在过热的家中生存的时候，中断了电力供应。据估计，2003年欧洲的一场热浪造成7万多人死亡。热浪还会加剧其他灾害，如野火，并对精神健康造成严重损害。

气候变化使南亚出现热浪的可能性增加了30倍

尽管过去几年热浪越来越严重，但在2021年6月北美太平洋西北部地区发生热浪后，对最极端例子的研究有了飞跃。布里斯托尔的气候科学家维克·汤普森(Vikki Thompson)说，那次热浪是如此之远，以至于它本质上重置了对极端高温的研究领域。在今年5月发表的一项研究中，她和她的同事们表明，按照与上一个十年的气候差异来衡量，自1960年以来，世界上有记录的热浪只有五次比这更极端。她说，仅仅看看事件发生前几年太平洋西北地区的气温记录，似乎“完全不可能”发生这样一场破纪录的热浪。然而，它确实发生了——主要是由高压大气系统驱动的，该系统汇集了热空气，加上该地区大部分地区比正常情况更干燥的土壤条件。

今年7月英国的热浪没有那么严重，但它仍可能被载入史册，因为它震动了整个国家，让人们意识到极端高温的危险。7月18日和19日，全国大部分地区的气温都创下了新的纪录，在很多情况下比之前的温度足足高出3到4摄氏度。46个气象站打破了三年前创下的38.7摄氏度的历史最高气温纪录。据估计已有数百人死亡。

科学家们在某种程度上已经预见到了这一点。两年前发表的一项气候模拟研究发现，英国在未来几十年超过40摄氏度是可能的，尽管可能性不大。然而，今年却发生了这样的事情，全国最高气温达到了40.3摄氏度。气温超过阈值的速度比预期的要快得多，这可能是因为气候模型不能捕捉到影响热浪的所有因素，因此不能完全准确地预测未来的极端高温天气。包括土地利用和灌溉在内的因素的变化对热浪的影响方式，模型还不能完全解释。这意味着模型预测有时会误判气候变化的真实影响。

国际世界天气归因研究小组7月28日的一项分析发现，人类活动导致的气候变化使英国今年出现热浪的可能性至少增加了10倍。该研究还得出结论，如果没有全球变暖，热浪温度会降低2-4℃。英国气象局(位于埃克塞特的英国国家气象局)的气候科学家彼得·斯托特(peter Stott)说:“更多的证据表明，我们的模型可能没有捕捉到一些事情。”

种族主义正在放大城市日益炎热的致命影响

苏黎世瑞士联邦理工学院的气候科学家埃里希·菲舍尔(Erich Fischer)说，就像2021年西北太平洋地区的热浪一样，2022年英国的热浪可能会成为一种催化剂，有助于我们了解是什么原因导致热浪变得比预期更极端。在去年发表的一项模型研究中，菲舍尔和他的同事预测，在未来几十年里，极端气候将大大打破以前的记录。“这正是我们所看到的，”他说。菲舍尔认为，研究极端事件打破记录的程度，而不仅仅是它们是否及格，可以帮助地方官员为他们可能在不久的将来遇到的极端事件做好计划。

除了英国，欧洲大部分地区今年已经经历了几次热浪。纽约市哥伦比亚大学的气候科学家Kai Kornhuber说，事实上，在过去的五年里，这片大陆已经经历了几次创纪录的高温。他是发现西欧在过去的四十年里，那里的极端高温增加速度是北半球其他中纬度地区的三到四倍。

这可能是因为，向东穿过北大西洋的大气急流在接近欧洲时经常分裂成两股。当这种情况发生时，这些股会将风暴带离欧洲，并让热浪发展和持续下去。目前还不清楚气候变化是否导致了这种“双喷流”的增多，但这种模式造成了今年7月西欧的热浪，并导致了那里最近的许多其他高温事件。类似的大气动力学模式可能会成为揭示使热事件比预期更极端的因素的重要因素，Kornhuber说。

过去几个月的另一个显著特征是，极端高温同时发生在世界上的几个地方(见红色部分)。7月下旬，中国和北美西部的气温都高于正常水平，与此同时，欧洲也出现了高温天气。今年2月发表的一项研究发现，从1979年到2019年，北半球同时出现这种热浪的频率增加了6倍。

一个原因可能是被称为罗斯贝波的大气模式在整个地球周围形成蛇形，在某些地方形成停滞的天气模式，然后容易出现极端高温。在全球变暖的情况下，这些可能会变得更普遍，也可能不会。但温哥华华盛顿州立大学的气候科学家Deepti Singh说，随着气候变暖，与大气模式无关的同时发生热浪的绝对几率确实会增加。她说:“整个世界都在变暖，出现极端高温地区的可能性也在增加。”

今年一些地方的热浪来得更早，比如印度和巴基斯坦，它们在3月至5月经历了高温。三月底，印度部分地区气温超过44摄氏度，比往年最热的时候还早。印度报道最少90人死于高温。世界天气归因组织发现，气候变化使发生热浪的可能性增加了30倍。随着全球气温持续上升，气候科学家重申了削减碳排放和提高人们适应极端温度能力的重要性。