热浪逐年高

在未来几十年里，热浪的次数还会急剧增加。德国科学家的一项研究表明，不管人类采取怎样的碳排放行动方案，到2040年，月度热浪的频率都会翻好几倍。

8月7日是立秋的日子，不过南京没有显出任何秋意。相反，当天上午南京气象局将高温橙色预警升级为高温红色预警。南京主城区以及周边许多区域的气温最高超过了40摄氏度。之后每一天，南京都处在高温预警之中，这种状态持续了至少十多天。

南京人感到这个“火炉城市”比往年更加酷热难当了。这种直觉得到了气象数据的支持：2013年夏天中国南方八个省（市）的高温达到了1951年以来的最强程度。在7月1日到8月10日间，中国南方地区日最高气温突破历史极值的站次数达462站次，为历史同期最多。

在气候学界，研究者们已经发现过去十年间，热浪出现的次数超出常规。世界气象组织（WMO）的报告和德国一家气候研究所的研究都说明了这一点。其中德国波茨坦气候影响研究所的迪姆·库默（Dim Coumou）及同事2012年已经在《自然·气候变化》上发表文章称，有强力的证据显示热浪和暴雨的增多与人类影响下的气候变化有关。

他们指出，自1970年代以来，全球平均气温上升了0.5摄氏度，而这种变化强烈地增加了月度和季度热浪发生的可能性。

不仅如此，库默等人2013年8月刚刚发表的新的研究提示，热浪的次数在未来几十年里还会急剧增加。库默指出了一个不乐观的未来：“我们发现，不管我们采取怎样的（碳）排放行动方案，到2040年的时候，月度热浪的发生频率都会翻几倍。”

翻倍，再翻倍

2003年的夏天，欧洲出现了一次打破纪录的热浪——它超过1961年到1990年的平均气温3摄氏度。这个极端天气事件甚至一度让研究气候的专家感到难以解释，因为即便考虑到过去150年间地球升温的事实，这样一次热浪在统计学上也是“极端不可能的”。这让一些研究者认识到，欧洲夏季气温的年际浮动在温室气体的作用下变得更大。

在随后的年份里，热浪频繁出现在世界各地。2007年希腊雅典出现热浪，最高气温达到44.8摄氏度，打破了1916年的纪录（43摄氏度）。2009年，澳大利亚墨尔本的气温高达46.4摄氏度，打破了1939年的最高纪录；同一年，澳大利亚也经历了一百多年来最严重的野火灾害，这被认为与热浪有关。2010年俄罗斯出现热浪，2011年和2012年美国连续两年出现热浪。

“近年来三西格玛事件的一个很好的例子是2010年发生在俄罗斯的热浪。它覆盖了从波罗的海到里海的大面积区域。在莫斯科地区，整个7月的平均气温比正常高出了大约7摄氏度。”库默在一份声明中说。

所谓三西格玛事件，指的是超出历史平均值三个标准差以上的事件。以上提及的热浪都属于此列。库默和同事用计算机气候模型来预测未来几十年里三西格玛事件的发生情况。他们发现，到2020年，热浪在全球陆地覆盖的面积将会翻倍，到2040年将会再翻倍——是今天的四倍。

比三西格玛事件更为严重的五西格玛事件也会出现，到2040年的时候，五西格玛事件将在全球3%的地方出现。而在今天，五西格玛事件还基本不存在。

他们的计算还显示，在高二氧化碳排放的情境之下，到本世纪末，三西格玛事件将覆盖全球陆地的85%，而五西格玛事件也将覆盖到60%。

他们这一研究结果发表在8月15日出版的《环境研究快报》上。论文的共同作者、西班牙马德里康普顿斯大学的亚历山大·罗宾逊（Alexander Robinson）说：“我们的三西格玛和五西格玛的临界值是根据一个区域的历史气温浮动来确定的，因而在世界不同地区，这些事件中的气温绝对值会有所不同。尽管如此，这些事件代表在特定区域的气温将大幅度超出它过去的正常水平。”他们的研究显示，在所有区域中，赤道地区将会经历最大程度的热浪增加。

“到本世纪末，许多地区夏天中最冷的月份也会比今天最炎热的时候还要热——这是在气候变化不减弱的前提下我们的计算所显示的结果。”库默表示，“我们将进入到新的气候大势之中。”

台风与气候变化

不久之前，美国估算出了台风桑迪给美国带来的经济损失——超过680亿美元。这个在2012年10月袭击了七个国家的台风是美国历史上造成损失第二大的台风，仅次于台风卡特里娜。

尽管对气候变化与台风之间的关系，科学上的证据还不像其与热浪之间那样明确，但库默和同事在2012年指出，根据观测到的趋势以及基本的物理概念，台风数量将会增加也是具有说服力的一种预期。

在2013年7月发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一篇文章中，美国麻省理工学院研究台风的专家克里·伊曼纽尔（Kerry Emanuel）强化了这一观点。他在这项研究中采用了最新的全球气候模型，来对全球热带气旋做出了高分辨率的预测。

根据伊曼纽尔的研究，在北太平洋西部，热带气旋不但会变得更强，而且出现的频率会更高，由此而来的台风将会袭击人口稠密的亚洲国家的沿海区域。在北大西洋，同样的事情也会发生。

从政府间气候变化专门委员会（IPCC）给出的几种气候模型出发，伊曼纽尔发现到2100年，热带气旋的频率将会增加10%到40%，而这些风暴的强度将会最高增加45%，其中会登陆的台风的强度更是最高增加55%。

“尤其是接近本世纪中叶的时候，我们会看到增加。这个结果令我们惊讶，但我们到目前为止还不太能理解这种事情为什么会发生。”伊曼纽尔在接受美国媒体采访时说。

科学家们了解台风形成的基本原理，但对于全球气候模型来讲，台风是太小的事件，因而很难确定变化的气候会如何影响台风的形成。很自然地，一些伊曼纽尔的同行并不认可他的结论，这些科学家认为他的结论建立在太多的不确定性和假设之上。

在科学界之外，人们已经开始习惯于将自然灾害的增加与气候变化建立联系。两年前，《科学美国人》采访世界上最大的再保险公司之一慕尼黑再保险公司时，有关人员就表示，他们每年往数据库里加入700到1000次自然灾害，而其中的极端天气事件“只有靠气候变化才能完全解释”。

恶性循环

未来热浪、台风、干旱、水灾等极端天气事件越发频繁的情况下，科学家们关心的一个问题是，这些极端天气事件是否会反过来造成生态系统释放更多的二氧化碳，由此进一步强化气候变化。

2003年发生在欧洲的那次热浪让科学家们开始详细地探究这一问题。德国马克斯-普朗克生物地球化学研究所的马库斯·赖希斯坦（Markus Reichstein）及合作者记录了热浪和干旱如何影响碳循环，也就是生态系统与大气之间的二氧化碳交换过程。

赖希斯坦的研究小组从不同的方向深入，然后将各种数据放入一个计算机气候模型来做计算。他们的研究结果发表在2013年8月15日出版的英国《自然》杂志上。研究发现，极端天气对碳平衡的影响远大于之前的预想，干旱、热浪和暴风可能会减弱陆地生态系统吸收二氧化碳的能力。

实际上，根据他们的计算，极端天气的发生会让生态系统每年少吸收110吨的二氧化碳，这大约相当于每年二氧化碳排放量的三分之一。影响最大的天气是干旱，它不但能直接损坏树木，还能够让树木抵御害虫的能力下降，并容易起火。

“随着极端天气事件降低陆地生态系统的碳吸收量，大气中的二氧化碳含量由此继续增加，更多的极端天气又将发生。这是一个自我强化的效应。”赖希斯坦说。

不仅是对生态系统，库默最近在介绍自己的研究时说，热浪频繁程度的增加对人类社会也将带来更多挑战。“热浪对社会和生态系统来说都是极具破坏力的，经常会导致与酷暑有关的死亡、森林火灾或是农业减产。”他说。

库默没有提到的是热浪的增加还有可能造成人类社会的犯罪率和冲突增加。这也是科学家得到的最新预测。美国《科学》杂志2013年8月1日在线发表了这一研究结果。

普林斯顿大学的所罗门·详（Solomon Hsiang）及同事分析了60份最严谨的定量研究文献，发现随着气温的上升，谋杀、强奸和冲突的发案率也会升高。他们说这种影响是“重大的”：气温每发生一西格玛的增加，人类个体之间的暴力事件频率将会上升4%，而群体间的暴力事件将上升14%。

研究人员举例说，对于非洲而言，一西格玛的变化代表气温上升0.4摄氏度。

研究者们还不确定这种关联是如何发生的，但他们有一些猜测。比如有研究显示高温会让人更具侵犯性。另一种可能性是，气候变化会引起经济条件的改变，而这也会诱发冲突。

今年早些时候，美国哈佛大学的研究人员在《自然》杂志上发表论文称，2005、2007、2010和2011这四年是过去600年里最热的年份。到了7月，作者之一马丁·廷利在接受《国家地理》采访时，美国刚刚经历了一轮热浪袭击。他说，一个星期的热浪足以对一个季度的平均气温形成显著影响，但2013年是否会创造一个新的纪录，还有待科学家们在这个夏天过完之后得出结论。