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对话丁一汇:未来几十年,极端天气会否成为“新常态”?|风云会客厅

媒体:澎湃新闻  作者:内详
专业号:林森
2024/4/8 9:18:31

编者按:

这是一档气象科学领域的访谈栏目——《风云会客厅》。这档栏目将带您走进气象科学领域的院士专家们的世界,通过访谈和自述的形式,我们将记录下他们在成长、科研、教学等过程中难以忘怀的故事,以及他们对人生、科学、教育等方面的深刻认识和思考。

这就是气候与天气的“新常态”

周兵:丁老师,现在极端天气这么频繁,公众想知道,什么是极端天气,极端天气会否成为新的常态?

丁一汇:极端天气,是与平均态相比。任何一个气象要素的分布,大致都可以画出一条正态分布曲线,中间峰值发生概率高,代表平均气候;两边发生概率低,代表极端天气。当天气或气候变量值高于(或低于)该变量观测值平均或气候区间的上限(或下限)端附近的某一阈值时,就是极端事件,其发生概率一般小于10%;中间高是指概率高、经常发生,气候上称平均态。

极端天气气候事件有几个特征:它不是全球性的,而是区域和局地的现象;它的时间尺度一般是短的,只是发生在某一时间和某一时段内;经常造成严重的气象灾害。

比如极冷或极暖事件。温度概率曲线的两头是极冷和极暖,当概率为10%或7%以下之时,便是极端事件。它是很少发生的、强烈的天气气候事件,但是变化的振幅很大,或者说是冷或暖的极端性突出。

还有极端多雨、极端干旱等,这样的事件也被称为极端事件。

周兵:我在给学生做科普的时候,打了个比方,有时同学们想评“三好”学生,假设比例是5%左右,“三好”学生可能也是比较突出的,学习成绩可能也是“极端好”的。不知恰当不恰当?

丁一汇:是这样,一般我们都定义极端事件为5%至10%。这大概相当于20年一遇或30年一遇,也有人认为十几年一遇。如果每年都遇到,那便不是极端事件了。10年碰到一次或者20年碰到一次的很强的高温或低温,那便是极端的。

周兵:我们回顾一下2023年,比如北京,从春季的沙尘天气频发,到初夏出现5次高温热浪,再到盛夏出现了破纪录的暴雨洪涝,秋冬季12月的强寒潮,为什么一系列的极端天气相继出现?

丁一汇:总的来说,现在已进入一个极端事件明显发生的时期。

今后的冬天,由于北极在全球变暖背景下主要通过大范围海冰的融化,吸收了大量的热量,这致使周边的冷空气反而加强了,尤其临近北极的欧亚地区。这导致欧亚大范围地区冬春会偏冷。所以你刚才讲的一场场冷空气不断地来,这是冬春“暖北极冷欧亚”的表现。

而夏天,由于全球气候变暖下,陆地与海洋不断变暖,尤其是大陆地区不断明显变暖,易发生高温热浪。气候专家预测,大概在未来10年、20年、30年,都是这样的趋势。

周兵:去年12月以来,亚洲多次出现寒潮,欧洲尤其是北欧也经历了极寒天气,印证了“暖北极冷欧亚”这个结论。那么,未来极端天气多发会成为一种新的常态吗?

丁一汇:这就是气候与天气的“新常态”,是新的温度平均值,气象平均值通常来说是30年的平均值。前面一个30年,我们处在一个气温平均值比较低、极端事件发生的频率也比较低的状态。现在年平均气温创造新的最暖纪录,极端高温事件频发强发;那么处在其两端尾部的极端事件也在变化,尾部越拉越长,这代表很冷与很暖的极端事件发生的频率在增加,甚至过去不可能发生的极冷或极暖的极端事件也可能发生。上述气候变化意味着可能未来夏天可能会有很热的极端事件发生,就像去年和前年连续出现极端高温事件那样更为频发。

全球已进入一个气候变化的“新常态”。其基本特点是在气候不断变暖的前提下,多种极端气候事件发生的频率不断上升,并造成突发性天气气候灾害,它们已经并将持续影响全球和我国天气气候,对经济社会发展也将产生深远影响。

周兵:所以人类要采取气候行动。

丁一汇:在这个气候新常态下,提出和建立气候变暖条件下新的适应战略和应对机制是完全必要的。比如采取措施进行温室气体的大力减排。温室气体排放越多、温度就会越高,这需要我们人类必须要控制的。

让我们以行星尺度“飞驰”北大西洋、南极与非洲

周兵:现在社会上也在关注大西洋经向反转流的问题,这对欧亚地区气候有什么影响?

丁一汇:现在北大西洋北部,如冰岛地区,暖的洋流流过来以后在此下沉,这种下沉是动力强迫的下沉,它把暖的海水首先带到海洋中、深层,以后再通过北大西洋洋流继续带到低纬度地区,过了赤道又到了南半球,从南极附近再转一圈,又从赤道太平洋再向北回到北半球。形成于大西洋北部的这个北大西洋暖平流在影响全球海洋与大气大环流圈与全球气候方面,现在是非常清楚的。由上可见,通过上述大洋环流的热输送,全球的天气是互相关联的。

周兵:所以说天是空的,气是通的,某种程度上也体现了大气的命运共同体。比如,现在南极西南部的冰盖崩塌,可能会带来一系列影响。

丁一汇:是这样,现在最受关注的是南极西南部。如果该区域的冰融化了,不仅会直接影响南极,同时也会影响到南美洲、大洋洲,再跨过赤道影响太平洋、大西洋,这就是全球性的影响了。

周兵:有媒体表示,如果南极的冰盖断裂分离开来,可能整个世界地图都要重新改写。

丁一汇:有这样的说法,但是发生时间可能要在几十年或上百年以后,目前只出现了一些裂痕迹象。迹象在哪儿?南极偏东部(面向澳大利亚地区)的冰融化比较快。目前西边靠近新西兰、大西洋区域的冰融化还很慢,几乎没怎么动。但如果那里有变动的话,意味着整个南极的冰层已经开始融化了。现在还没到那个时候,只是南极东部和偏南部的地方冰融化得比较快。国际和我国的南极探险科学团队正密切关注着南极海冰的变化。

周兵:2022年9月9日发表于《科学》杂志上的一个研究报告称,在全球范围内有16个气候临界点。其中一个临界点在撒哈拉沙漠,那里雨水在增多、植被在变绿,这是什么现象?

丁一汇:这要谈到气候变化的另一个体现,就是在非洲大西洋沿岸地区,大概从地中海到北非再到西非,雨水增多、气温升高。大部分研究者认为这是受大西洋暖洋流的影响。这里升温后,现在可以看到,暖的洋流不断地从北大西洋由西南向东北方向流动,影响北欧气候。东太平洋表面暖洋流由北向南,在热带地区转向西进入印度洋。

所以现在关注非洲北部和西海岸地区的增温、增湿,以及北大西洋暖流的明显影响是现代西非干旱研究的一个焦点。

周兵:仅去年11月,索马里的雨量便达到年雨量的两倍。有人将其与赤道中东太平洋的厄尔尼诺事件联系在一起,有道理吗?

丁一汇:也有一定道理。但厄尔尼诺现象是一种年际现象,作为更长期的年代际变化,北大西洋暖洋流影响的变化更重要。另外也有观点认为,主要与从地中海南部经过北非再流过去的气流有关系。这些气流流过去后,与印度洋来的气流相交汇,极易在那儿形成降雨。东非西部地区雨水明显增加,有人认为,这些地区的变化将会影响亚洲和南半球。

现在,我国乃至全球研究者也在关注青藏高原和青藏高原地区附近从南面来的暖气流和湿空气向北挺进的情况,即来自西非的气流增温增湿,如何影响南亚和青藏高原的气候变化。

学地球物理和气象,是真正学对了

周兵:上世纪50年代,人们可能不熟悉气象工作是做什么的。我很好奇,丁老师,您是怎么走上气象这条道路的?

丁一汇:我在上海的中学毕业以后,当时大家都愿意学物理,我和很多年轻人一样,第一志愿是物理系。1957年考取北京大学物理系后发现,物理系分了好几个专业,其中有一个专业是地球物理与气象。我本来想学物理学专业,但这个专业分数最高,我的成绩还差一点儿,就被分到了地球物理专业,具体又分到了其中的天气动力专业。

那时候,地球物理学是冷门,同学们还是更希望学物理,对气象没什么概念。我读了这个专业以后,感觉学地球物理与气象是真正学对了。当时它是一门新兴学科,有很多问题需要研究。

在北大物理系(后来的地球物理系)念了6年,学完了基础课和专业课。1963年我考取了中国科学院地球物理研究所的硕士研究生。那时叶笃正先生和陶诗言先生在主持研究生招生。我在中国科学院跟着陶诗言先生做了4年研究生。十分有幸的是,当时众多地球物理领域与大气科学学科的著名前辈们都在那儿,通过四年学习我的收获很大。

1967年研究生毕业后,中国科学院大气物理研究所(以下简称“大气所”)已经成立,我被分到了大气所。中间有四五年时间去国家海洋局帮助巢纪平先生建设海洋环境预报中心。

1993年,在中国气象局,我参与组建国家气候中心。1994年担任国家气候中心第一任主任,之后一直在国家气候中心工作到退休。在这里30多年了。

周兵:我国现在对暴雨预报研究已经取得了很大的成就,这也是多年来气象科研业务工作者不懈努力取得的成果。我知道历史上的“75·8”暴雨、1998年暴雨洪涝,您都是经历者。尤其是“75·8”河南特大暴雨发生后,您还是攻关组的成员。

丁一汇:1975年8月河南省发生的那次大暴雨,沿着京汉铁路从郑州以南到武汉之间有三条淮河水系的河流发生洪水,铁路被冲,城市被淹,致灾严重。那时,我的专业领域是天气动力学而非暴雨研究。暴雨发生后,几位先生让我带一个小组去现场考察和收集现场资料。沿途所见触目惊心,京汉铁路的河南段破坏极其严重,铁轨甚至被洪水扭成麻花。几位老先生对我说,你不要走了,好好安心研究暴雨吧。

所以,我从原来研究天气动力学的中长期预报,转到研究暴雨。从1975年8月份起,一直研究了十几年。

我的事业成长期和国家发展期是一致的,这很幸运

周兵:上世纪90年代,国家气候中心组建是一件很重要的事。

丁一汇:1979年,新中国开始向美国派遣留学生,我作为第一批成员前往美国学习,在科罗拉多州立大学和夏威夷大学待了两年多,看到了国外的大学在教学与研究方面是如何建设的。

1982年回国后,我到国家海洋局帮助巢纪平先生建设海洋环境预报中心,在那里工作了四五年,担任过海洋环境预报中心副主任和国家海洋预报总台台长。1986年以后,因为我还是想搞气象学,又想回中科院大气所。

时任国家气象局局长邹竞蒙先生向中国科学院提出人才需求,以支援建设国家气候中心。因为我前期有参与建设海洋环境预报中心的经历,便被点名调到了气象部门。那时候我还年轻,老先生们也鼓励我去做新的事业。这样我就到了中国气象局(原国家气象局)。经过几年努力和筹备,国家气候中心于1994年2月由国务院批准组建,1995年1月正式挂牌成立,我担任了第一任国家气候中心主任。之后再未离开,一直到现在,都是在安安静静做研究。

经历了中国科学院、国家海洋局和中国气象局的工作变动,我充分认识到国家在气象与海洋事业方面发展和需求,也感觉自己的事业成长期正好和国家的发展期是一致的。对于一个科学工作者来说,这是很幸运的事。

周兵:您在国家气候中心主导工作的时候,所主持的“九五”国家重中之重科技项目“我国短期气候预测系统的研究”获得了2003年度国家科技进步一等奖,这很了不起!

丁一汇:这体现了国家对气候变化和气候预测工作的重视。这种重视和支持真可谓“重中之重”!我们用了5年的时间进行攻关和检验,参与工作的有七百多名专家,其中教授级专家就有80余个,研究人员分别根据不同需求,终于在2000年研制出了一套气候模式预测系统,这个气候预报系统后来获得了2003年国家科学进步一等奖。

周兵:我国气候和气候变化工作越来越受到决策者的重视。

丁一汇:对,我在国家气候中心的时候,曾两次围绕气候变化在国务院作专题报告。

周兵:这也激励了青年人学好专业知识,报效祖国。

丁一汇:一直到今天,我国一直把气候预测和气候灾害防御作为重大研究来对待,我非常有幸在此过程中,为中国气象事业发展做一些贡献。顺应国家的需求、借助发展的趋势,此生能为国家发挥自己的专长,我认为自己是幸运的。

来源:中国气象局

策划:邢建民 叶海英 卢健

统筹:叶海英 宋亚芳 赵晓妮 段昊书 苗艳丽

主持人:周兵

嘉宾:丁一汇

撰文:赵晓妮 叶海英

摄像:李子硕 李根

剪辑:邢建民

包装:傅蕾

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