最近几周,从伦敦到上海,前所未有的热浪席卷了全球许多地区。今年6月,东京连续9天气温高于35摄氏度,这是自19世纪70年代开始官方统计以来最严重的热浪。7月中旬,英国打破纪录,气温自开始测量以来首次飙升至40摄氏度以上。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。中国遭遇了多次大范围的热浪,包括上周袭击400多个城市的热浪。

气候科学家长期以来一直警告说,随着全球变暖,热浪会更频繁地袭来,气温也会更高。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,那里是热浪的热点地区1.这不仅仅是越来越强的热浪——它们打破了气候模型的预期,打破了记录。

研究人员现在正忙着分析今年热浪的细节,以更好地了解极端高温将如何影响社会的发展。

“科学界显然一直在思考这些事件发生的可能性,”研究英国热浪的英国布里斯托尔大学气候科学家尤尼斯·罗(Eunice Lo)说。但“这件事真的发生了,还是挺超现实的”。

致命的热

极端高温是全球变暖造成的更为致命的后果之一。它直接致人死亡,比如那些在户外工作的人。它还会使电网超载,在人们最需要空调或风扇才能在过热的家中生存的时候,电力供应就会中断。据估计,2003年欧洲的热浪造成7万多人死亡。热浪还会加剧其他灾害,如野火,并对心理健康造成严重损害。

尽管过去几年热浪越来越严重,但在2021年6月北美太平洋西北地区的热浪之后,对最极端例子的研究突飞猛进。

布里斯托尔大学的气候科学家维克·汤普森(Vikki Thompson)说,那次热浪远远超出了历史记录,它基本上重置了极端高温的研究领域。在今年5月发表的一项研究中,她和同事们表明2自1960年以来,世界上只有五次热浪比这更极端,这是根据与前十年气候的偏离程度来衡量的。她说,只要看看事件发生前几年太平洋西北地区的温度记录,似乎“完全不可能”发生如此破纪录的热浪。然而,它确实发生了——主要是受高压大气系统的驱动,该系统汇集了热空气,再加上该地区大部分地区的土壤条件比正常情况更干燥。

无视预期

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,因为它使一个国家意识到极端高温的危险。7月18日和19日,该国大片地区创下了新的气温记录,在许多情况下比之前的温度整整高出3或4ºC(见“极端高温”)。46个气象站打破了美国三年前创下的38.7摄氏度的最高气温记录。据估计,已有数百人死亡。

极端高温:五张英国地图显示了1976年以来热浪的最高温度记录。

来源:气象局

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,英国在未来几十年有可能超过40摄氏度,尽管可能性不大3..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快得多,这可能是因为气候模型没有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4.包括土地利用和灌溉在内的因素的变化对热浪的影响,模型还没有完全解释。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,人为引起的气候变化使今年英国热浪发生的可能性至少增加了10倍5.该研究还得出结论,如果没有全球变暖,热浪可能会降低2-4ºC。

位于埃克塞特的英国国家气象局(Met Office)的气候科学家彼得·斯托特(Peter Stott)说:“这进一步证明,我们可能没有用模型捕捉到一些东西。”他是2020年关于英国的研究的合著者之一3..“这是一个研究问题。”

苏黎世瑞士联邦理工学院的气候科学家埃里希·费舍尔说,就像2021年太平洋西北地区的热浪一样,2022年英国的热浪可能会成为一种催化剂,帮助人们了解是什么原因导致热浪变得比预期的更极端。在去年发表的一项模拟研究中6费舍尔和他的同事们预测,在未来几十年,极端气候将大大打破以往的记录。“这正是我们所看到的,”他说。

菲舍尔认为,研究极端天气打破记录的程度,而不仅仅是它们是否超过记录,可以帮助地方官员为他们可能预计在不久的将来出现的极端天气类型做好计划。

动态变化

除了英国,欧洲大部分地区今年已经经历了几次热浪。事实上,纽约哥伦比亚大学的气候科学家凯·科恩胡伯(Kai Kornhuber)说,过去五年里,非洲大陆多次出现创纪录的高温。他是发现西欧特别容易受到热浪影响的团队的一员1.在过去的四十年里,北极极端高温的增长速度是北半球其他中纬度地区的三到四倍。

这可能是因为大气急流向东穿过北大西洋,在接近欧洲时经常会分裂成两股。当这种情况发生时,这股气流会将风暴从欧洲输送出去,让热浪发展并持续下去。目前尚不清楚气候变化是否导致了更多这样的“双喷流”,但这种模式造成了今年7月西欧的热浪,并导致了最近那里的许多其他高温事件。

Kornhuber说,类似的大气动力学模式可能在揭示使热事件比预期更极端的因素方面很重要。

同步的波

过去几个月的另一个显著特征是,极端高温同时出现在世界多个地区(见“红色地区”)。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,欧洲也是如此。今年2月发表的一项研究发现,1979年至2019年期间,这种同时发生的热浪在北半球变得多了六倍7

红色:显示2022年7月13日东半球高温记录的全球图像。

来源:美国宇航局地球观测站

其中一个原因可能是被称为罗斯比波的大气模式,它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,然后变得容易出现极端高温8.在全球变暖的情况下,这些可能会变得更普遍,也可能不会。但是,温哥华华盛顿州立大学的气候科学家Deepti Singh说,与大气模式无关的同时出现热浪的几率确实会随着气候变暖而上升。她说:“整个世界都在变暖,出现极端高温地区的可能性正在增加。”

在印度和巴基斯坦等一些地方,热浪也在今年早些时候到来,这些地方在3月至5月期间经历了高温。3月底,印度部分地区的气温超过了44摄氏度,远远早于一年中通常最热的时候。至少90人死亡。世界天气归因组织发现,气候变化造成热浪的可能性增加了30倍9

随着全球气温持续上升,气候科学家重申了减少碳排放和提高人们适应极端温度能力的重要性。斯托特说,英国的热浪是一个重要的警钟,提醒人们该国在极端高温面前的脆弱性。在为未来的气候预测工作了几十年之后,最令他吃惊的是看到伦敦市区的野火在极端高温下肆虐。“这件事发生了,真的非常发人深省,也令人震惊。”