臺(tái)風(fēng)北移、熱浪增加、西北暖濕化：全球變暖對(duì)中國(guó)的影響 | NSR專欄
2019年7月，西歐多國(guó)遭遇高溫?zé)崂?，造成?00人死亡。全球變暖似乎已經(jīng)帶來(lái)了越來(lái)越多、越來(lái)越嚴(yán)重的極端天氣氣候事件：熱浪、暴雨、臺(tái)風(fēng)、干旱……
氣候變化如何影響中國(guó)？是否會(huì)帶來(lái)更多的極端天氣氣候事件？對(duì)于這些問(wèn)題，大部分中國(guó)公眾還沒(méi)有系統(tǒng)、清晰的了解。在這次NSR論壇中，多位致力于中國(guó)氣候變化與極端事件研究的專家學(xué)者就全球變暖等氣候變化趨勢(shì)對(duì)于中國(guó)天氣、氣候的影響進(jìn)行了探討。他們介紹了中國(guó)正在發(fā)生的變化，討論了當(dāng)前研究中存在的問(wèn)題，也對(duì)氣候變化研究如何服務(wù)社會(huì)提出了自己的觀點(diǎn)。● ● ●
中國(guó)的變化
陳德亮：在全球變暖背景下，中國(guó)的氣候和天氣發(fā)生了哪些變化？嚴(yán)中偉：過(guò)去一百年來(lái)，全球變暖是一個(gè)非常清楚的事實(shí)，而中國(guó)變暖得更厲害。定量上說(shuō)，一百年中全球平均變暖了不到1攝氏度，而中國(guó)變暖了1.56攝氏度左右，明顯高于全球平均。所以，全球變暖對(duì)中國(guó)的影響也更加強(qiáng)烈。具體來(lái)講，在中國(guó)，熱浪在增加，暴雨在增加，毛毛雨在減少。極端熱浪和暴雨的增加意味著形成旱災(zāi)和洪澇災(zāi)害的氣象學(xué)因素都在增長(zhǎng)。當(dāng)然，最終是否形成災(zāi)害，還與我們的預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施有關(guān)。2013年，華東地區(qū)經(jīng)歷了一次持續(xù)兩個(gè)月的高溫?zé)崂?。有研究者?jì)算了這場(chǎng)熱浪給南京市帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，結(jié)果是南京市全年GDP的3.4%左右。這其中既包含直接經(jīng)濟(jì)損失，也包含間接經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)代社會(huì)的連接性越來(lái)越強(qiáng)，是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，所以一場(chǎng)局部災(zāi)害的影響可以通過(guò)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)蔓延到整個(gè)區(qū)域和各行各業(yè)中去，造成許多級(jí)聯(lián)的間接損失。除了經(jīng)濟(jì)損失，高溫也對(duì)人的身體健康造成影響，可能增加部分人群的患病和死亡風(fēng)險(xiǎn)。楊靜：現(xiàn)代社會(huì)的關(guān)聯(lián)性、復(fù)雜性和人口密度都在增加，這些都提高了人類社會(huì)的脆弱性，因此，相對(duì)過(guò)去，同樣強(qiáng)度的極端天氣/氣候事件對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活可以帶來(lái)更大的損失。另一方面，這也意味著我們對(duì)極端事件的關(guān)注不能只局限于頻次、強(qiáng)度這些常規(guī)量，也要關(guān)注它們的時(shí)空變化的其他細(xì)節(jié)，因?yàn)檫@些是與下游人類社會(huì)息息相關(guān)的。比如對(duì)于極端高溫，它發(fā)生的面積、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、以及波動(dòng)的振幅和周期等都是重要因素。目前，熱浪在中高緯度發(fā)生的頻次越來(lái)越高，影響面積也越來(lái)越大，我國(guó)的華北，甚至東北都開(kāi)始受到影響。而且，對(duì)于人類健康，劇烈波動(dòng)導(dǎo)致的忽冷忽熱常常比持續(xù)高溫的影響更大。熱帶氣旋也是如此。比如，對(duì)西北太平洋臺(tái)風(fēng)而言，研究表示，雖然局地臺(tái)風(fēng)的生成數(shù)目在變少，但是強(qiáng)度卻在增加。此外，上世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著整體海溫的升高，臺(tái)風(fēng)的生成位置明顯北移，西北移路徑增多，更多臺(tái)風(fēng)會(huì)在我國(guó)渤海灣和日本登陸，甚至可以影響到我國(guó)東北地區(qū)，造成北方極端降水的顯著變化。周天軍：談氣候變化，首先需要界定所關(guān)注對(duì)象的時(shí)間尺度。例如，有觀點(diǎn)認(rèn)為，在地球46億年的歷史中，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)許多非常劇烈的氣候變化，所以相對(duì)之下，現(xiàn)在全球變暖幾度沒(méi)什么特別。這樣的數(shù)據(jù)比較本身沒(méi)有錯(cuò)，但是問(wèn)題在于現(xiàn)在和幾億年、幾百萬(wàn)年前情況不同，現(xiàn)在有了人類社會(huì)，即使只有幾度的氣候變化，也足以嚴(yán)重影響人們正常的生產(chǎn)和生活。所以，在討論氣候變化問(wèn)題的時(shí)候，我們首先需要明確話題的時(shí)間尺度。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）把氣候變化定義為 “可識(shí)別的（如使用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)）持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間（典型的為幾十年或更長(zhǎng)）的氣候狀態(tài)的變化”，在這里氣候變化的原因可能是自然的，也可能是人為的。而《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》則將氣候變化定義為 “在可比時(shí)期內(nèi)所觀測(cè)到的、在自然氣候變率之外的、直接或間接歸因于人類活動(dòng)改變?nèi)虼髿獬煞炙鶎?dǎo)致的氣候變化”。今天我們?cè)谶@里討論氣候變化，重點(diǎn)關(guān)注的是工業(yè)革命以來(lái)與人類活動(dòng)相關(guān)的、主要是由化石燃料燃燒排放溫室氣體所造成的氣候變化，它已經(jīng)并將繼續(xù)對(duì)人類社會(huì)造成影響。歸因：變化從哪里來(lái)？
陳德亮：接下來(lái)的問(wèn)題是 “歸因”，這是目前的研究重點(diǎn)。孫穎老師在這方面做了很多工作，可以和我們分享一下。孫穎：歸因研究要回答這樣一些問(wèn)題：觀測(cè)到的氣候變化的原因是什么？全球變暖是否與二氧化碳排放等人類活動(dòng)有關(guān)？人類活動(dòng)是否改變了極端事件的頻次、強(qiáng)度和發(fā)生的概率？在方法學(xué)上，歸因研究一方面依賴觀測(cè)資料，另一方面也要用到氣候模式。用氣候模式來(lái)做歸因的基本思路是，我們首先假定這些氣候模式能夠很好地模擬各種物理過(guò)程，是可以信任的，在此基礎(chǔ)上，我們?cè)龠M(jìn)行不同外強(qiáng)迫影響下的試驗(yàn)結(jié)果分析，如太陽(yáng)和火山爆發(fā)引起的自然強(qiáng)迫以及二氧化碳排放引起的人為強(qiáng)迫等，研究是否可以將觀測(cè)到的變暖歸因?yàn)椴煌瑥?qiáng)迫之下的響應(yīng)。基于這些方法，我們的工作表明，中國(guó)20世紀(jì)中期以來(lái)的變暖主要是由于溫室氣體排放等人類活動(dòng)造成的，極端高溫事件頻率、強(qiáng)度的增強(qiáng)也確實(shí)與全球變暖有關(guān)。而其他更復(fù)雜事件的歸因會(huì)困難一些。比如降水。在之前很長(zhǎng)時(shí)間，我們都很難在模擬中看到全球變暖對(duì)于降水的影響。但在近些年的很多工作中，隨著人類活動(dòng)的信號(hào)變強(qiáng)，降水變化的信噪比在逐漸上升，我們已經(jīng)可以看到一些人類活動(dòng)對(duì)強(qiáng)降水事件的貢獻(xiàn)。按照IPCC的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于某些地區(qū)的模擬結(jié)果可以達(dá)到中等信度。干旱更加復(fù)雜，它持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)、涉及因素更多、評(píng)價(jià)指標(biāo)也更復(fù)雜。所以我們目前對(duì)干旱的歸因能力還不太好。目前國(guó)內(nèi)的研究主要集中在上述這幾個(gè)方面，對(duì)于臺(tái)風(fēng)等其他事件的歸因還做得比較少。季風(fēng)與降水
翟盤茂：對(duì)于中國(guó)的極端降水事件，季風(fēng)系統(tǒng)的影響很大。但是，對(duì)季風(fēng)變化的歸因工作還存在不足。不少人認(rèn)為季風(fēng)系統(tǒng)的變化主要受自然因素影響，而不能歸因于人類活動(dòng)的影響。這里面牽扯到很多方面，和區(qū)域性問(wèn)題、下墊面影響、氣溶膠變化、大氣環(huán)流等都有關(guān)系。季風(fēng)會(huì)影響降水。所以，如果無(wú)法確認(rèn)人類活動(dòng)對(duì)東亞季風(fēng)的影響，也就無(wú)法確認(rèn)人類活動(dòng)對(duì)我國(guó)東部區(qū)域降水變化的影響。目前，不同模式給出的模擬結(jié)果都認(rèn)為，氣候變暖背景下中國(guó)南方和北方的降水都應(yīng)該是增加的。但實(shí)際觀測(cè)到的結(jié)果卻是，東亞季風(fēng)可能是總體減弱的，所以雖然南方降水有增加，北方降水卻是減少的。如果我們不能解決季風(fēng)和降水的歸因問(wèn)題，就沒(méi)有辦法將氣候變化和我國(guó)極端強(qiáng)事件真正結(jié)合起來(lái)，氣候變化就還是停留在描述性的階段，不能令人信服地解釋我國(guó)實(shí)際的天氣與氣候。孫穎：我也做過(guò)一些季風(fēng)相關(guān)的工作。季風(fēng)確實(shí)比較復(fù)雜，而且東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)也有區(qū)別。南亞夏季風(fēng)降水受熱力學(xué)因子的影響比較大，而東亞夏季風(fēng)降水會(huì)受到更多動(dòng)力學(xué)和環(huán)流的影響。我個(gè)人的觀點(diǎn)是，最近幾十年中，氣候系統(tǒng)內(nèi)部的自然變化和人類活動(dòng)帶來(lái)的變化會(huì)共同影響季風(fēng)系統(tǒng)；而隨著人類活動(dòng)影響的不斷增強(qiáng)，在全球變暖達(dá)到一定溫升水平后，人類活動(dòng)的影響將會(huì)更加凸顯，明顯影響到季風(fēng)的活動(dòng)。嚴(yán)中偉：在中英氣候科學(xué)到服務(wù)伙伴關(guān)系計(jì)劃（CSSP-China）第一工作組的會(huì)議上，我們也專門討論了季風(fēng)和降水的問(wèn)題。我們認(rèn)為一個(gè)重要的方向是，要首先對(duì)大氣環(huán)流的異常形態(tài)進(jìn)行歸因。目前的很多季風(fēng)模式中，季風(fēng)環(huán)流都不會(huì)到達(dá)華北，所以就看不到季風(fēng)強(qiáng)弱對(duì)華北降水的影響。對(duì)大氣環(huán)流進(jìn)行歸因之后，我們也許可以更好地對(duì)季風(fēng)和降水進(jìn)行歸因，也可以通過(guò)降尺度工作來(lái)提高模式的空間分辨率，提高降水歸因和預(yù)估的確定性。干旱與洪水
陳德亮：干旱和洪澇是更復(fù)雜的問(wèn)題，在降水的基礎(chǔ)上，它牽涉到整個(gè)水循環(huán)，而且涉及很多下墊面上的水文學(xué)問(wèn)題。我們今天也請(qǐng)到了一位水文方面的研究者，下面就請(qǐng)湯老師來(lái)談一談這方面的問(wèn)題。湯秋鴻：在干旱相關(guān)的研究中，有一個(gè)非常重要的問(wèn)題是干旱的評(píng)價(jià)指標(biāo)。前些年有許多研究認(rèn)為全球干旱水平在迅速上升，但是很多人認(rèn)為存在爭(zhēng)議，說(shuō)這些研究中所使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)都過(guò)分強(qiáng)調(diào)了溫度的重要性。全球變暖是一個(gè)確定的事實(shí)，所以如果把溫度作為評(píng)價(jià)干旱的核心指標(biāo)，那么干旱的強(qiáng)度和面積自然都在上升。后來(lái)有一篇 Nature 文章深入探討了該問(wèn)題，指出如果我們用一個(gè)更好的、更有物理意義方法來(lái)計(jì)算蒸發(fā)，那么評(píng)估得到的干旱變化可能就會(huì)很小，至少比之前估算的小得多。干旱研究之所以如此復(fù)雜，原因之一就是干旱指標(biāo)眾多且各有優(yōu)勢(shì)和局限性，目前水文界還沒(méi)有確定一個(gè)合適的指標(biāo)來(lái)衡量它。洪水也很復(fù)雜，強(qiáng)降雨是洪水的主要誘因，但不是全部。氣候變化的影響是廣泛的，它可以提高極端降雨的強(qiáng)度，也可以提高海平面、引發(fā)風(fēng)暴潮、改變河流地貌等。對(duì)于內(nèi)陸城市，單純的極端降水就可能引起內(nèi)澇；對(duì)于河流沿岸地區(qū)，洪水可能來(lái)自于上游的強(qiáng)降水；而對(duì)于海濱城市，海平面、降雨、風(fēng)暴潮對(duì)洪水都有貢獻(xiàn)。也就是說(shuō)，氣候變化會(huì)對(duì)多個(gè)方面產(chǎn)生影響，而這些變化共同疊加，增加了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。另外，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響角度出發(fā)，我們常常更關(guān)注特定極端事件在特定時(shí)間段里對(duì)特定區(qū)域的影響。比如全球變暖導(dǎo)致春季物候提前，農(nóng)作物種植日期提前，我們就會(huì)特別關(guān)注在早春季節(jié)發(fā)生的天氣事件對(duì)特定農(nóng)耕區(qū)域的影響。要讓水文氣候研究服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和災(zāi)害防范，這一點(diǎn)也非常重要。翟盤茂：我很贊同你的觀點(diǎn)，對(duì)于干旱，不同指數(shù)給出的結(jié)果會(huì)很不一樣。干旱是一個(gè)時(shí)間、空間尺度都比較大的氣候事件，如果能找出一個(gè)能夠代表干旱的好的指數(shù)，干旱歸因工作應(yīng)該會(huì)有很大提升。另外，對(duì)于氣候變化影響（impact）的歸因存在一個(gè)問(wèn)題，就是不同學(xué)科對(duì)于各種因素的劃分不完全一致。比如在水文研究中，不少研究只歸因到局地人類用水和氣候影響兩方面，而沒(méi)有太多考慮氣候影響背后的人類活動(dòng)的作用。如果只考慮局部人類活動(dòng)，而不考慮大尺度人類活動(dòng)的影響，比如說(shuō)由二氧化碳排放造成的全球變暖大趨勢(shì)，是沒(méi)有辦法基于目前的CIMP模式結(jié)果給出可信的未來(lái)預(yù)估結(jié)果的。類似的“歸因”定義上的差異，即便是在IPCC第一工作組與第二工作組之間，也有差異，還需要協(xié)調(diào)解決。湯秋鴻：我完全同意您的觀點(diǎn)。過(guò)去水文研究通常簡(jiǎn)單地把水循環(huán)變化歸因?yàn)闅夂蜃兓腿祟惢顒?dòng)影響，認(rèn)為氣候變化是自然因素, 土地利用/覆蓋變化和人類用水活動(dòng)是人為因素。這樣歸因是有問(wèn)題的，因?yàn)闅夂蜃兓旧戆俗匀粴夂虿▌?dòng)和人為氣候變化，不全是自然因素；而土地利用/覆蓋變化和人類用水活動(dòng)也受到氣候波動(dòng)的影響，不全是人為因素。所以我們現(xiàn)在希望發(fā)展一個(gè)新的交叉學(xué)科，叫做 “全球變化水文學(xué)”，建立一個(gè)新的、和國(guó)際接軌的研究框架。在全球變化水文學(xué)的框架里，我們把影響水循環(huán)變化的人為因素分為幾個(gè)具體的類別：第一是人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變化；第二是人為的土地利用/覆蓋變化，比如中國(guó)植樹(shù)造林工程對(duì)當(dāng)?shù)厮h(huán)和水資源造成的影響；第三是包括灌溉、水庫(kù)調(diào)度等人類用水活動(dòng)帶來(lái)的直接影響。陳德亮：我想這是很重要的一件事，我們應(yīng)該努力推動(dòng)這個(gè)新框架的形成，如果它能被更多人接受，可以對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展有所幫助。西北暖濕化
翟盤茂：還有一個(gè)問(wèn)題，是新疆、西藏等西北地區(qū)正在經(jīng)歷的氣候暖濕化。這種現(xiàn)象到底和人類活動(dòng)、和氣候變暖有沒(méi)有關(guān)系？這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)多久？最終會(huì)達(dá)到什么程度？這都是值得回答的問(wèn)題。對(duì)于這些地區(qū)來(lái)說(shuō)，變暖變濕可能在某種程度上是有益的，可能為西部地區(qū)和高原地區(qū)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇。所以這方面的研究同時(shí)具有科學(xué)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。孫穎：西北暖濕化確實(shí)是需要深入研究的。這也是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)性的問(wèn)題，涉及溫度、水循環(huán)、大氣環(huán)流等各種因素和它們之間的相互作用。要搞清楚各個(gè)因素的貢獻(xiàn)到底有多大，我們的研究工作才剛剛開(kāi)始。改進(jìn)氣候模式
湯秋鴻：我看到，在很多極端降水、高溫?zé)崂说仁录臍w因工作中，都使用了一種基于模擬的方法，也就是分別對(duì)考慮和不考慮溫室氣體排放等人為影響的氣候系統(tǒng)進(jìn)行模擬，如果考慮人為影響后模擬的某種極端事件發(fā)生概率升高了，從不考慮人為影響時(shí)的 “基本不可能發(fā)生” 變?yōu)?“可能發(fā)生”，那么就說(shuō)明人為氣候變化是該極端事件發(fā)生的原因。我覺(jué)得目前氣候模式模擬極端事件還有較大的不確定性，調(diào)節(jié)模式參數(shù)可能改變模擬結(jié)果，從而得出不同的歸因結(jié)論。我認(rèn)為氣候模擬的不確定性對(duì)極端事件歸因至關(guān)重要，可能會(huì)影響到結(jié)論的可靠性。孫穎：這確實(shí)是現(xiàn)在用得比較多的一種方法，最早是英國(guó)氣象局的 Peter Stott 等人在一篇2003年的 Nature 文章中提出的。問(wèn)題在于，使用這種方法是有前提的，要假定你所使用的模式是好的，能夠比較好地模擬出實(shí)際變化。這個(gè)假定是否成立，是需要驗(yàn)證的。如果這個(gè)假設(shè)不完全成立，那么在解釋計(jì)算結(jié)果時(shí)就需要考慮這一因素。此外，還有空間尺度、時(shí)間尺度和研究變量的差異。模式對(duì)于不同時(shí)空尺度和變量的模擬能力是不同的，對(duì)比較大的區(qū)域和比較長(zhǎng)的時(shí)間范圍進(jìn)行模擬時(shí)，我們常?？梢钥吹礁黠@的人類活動(dòng)的影響。所以，如何正確解釋歸因研究的計(jì)算結(jié)果其實(shí)是一個(gè)比較大的問(wèn)題，需要更多深入的思考。楊靜：您說(shuō)預(yù)估和歸因工作的前提是假設(shè)我們所使用的模式是完美的，但是從研究結(jié)果來(lái)看，我們的模式常常還并不夠完美，針對(duì)極端事件而言，目前模式有兩個(gè)比較主要的問(wèn)題：一是分辨率不夠，二是次網(wǎng)格參數(shù)化的物理方案還有很大欠缺。這是是我們專業(yè)上常說(shuō)的次網(wǎng)格物理參數(shù)化的“尺度不適應(yīng)” 問(wèn)題，這就導(dǎo)致了歸因和預(yù)估工作中的很多不確定性。比如說(shuō)，在防災(zāi)減災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施搭建中，我們需要設(shè)定極端降水的絕對(duì)閾值。但是現(xiàn)有模式對(duì)絕對(duì)閾值的模擬效果非常不好，大部分模式很難捕捉到100毫米以上的極端降水。而且，我們研究發(fā)現(xiàn)，即便是通過(guò)對(duì)模型的調(diào)試捕捉到了這些極端降水的總量，但是模擬中的許多物理細(xì)節(jié)很可能是不真實(shí)的。比如說(shuō)，我們發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)模式都模擬出了同樣的降水，但它們?cè)跍貪窭€、云層的垂直分布等方面大相徑庭。那么，如果我們用這樣的模型來(lái)做預(yù)估，由于高低云對(duì)溫室氣體增溫的氣候反饋非常不同，預(yù)估結(jié)果也不有很大差異，這是導(dǎo)致預(yù)估不確定性的一個(gè)重要因素。陳德亮：你說(shuō)了很多模式本身的問(wèn)題，都很有道理。我想概括起來(lái)應(yīng)該是三點(diǎn)：分辨率、次網(wǎng)格，以及模式對(duì)物理過(guò)程的實(shí)際把握。這其中，如何通過(guò)降尺度方法提高空間分辨率，其實(shí)是與下游的實(shí)際問(wèn)題相關(guān)的。只有把尺度降下來(lái)，能夠?qū)σ粋€(gè)較小的區(qū)域，比如一個(gè)城市來(lái)做預(yù)估，我們的工作才可能為實(shí)際的生產(chǎn)生活提供指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)價(jià)值。我有很多學(xué)生畢業(yè)以后都在瑞典的公司里面工作，專門做降尺度方面的實(shí)際工作。周天軍：對(duì)于降尺度研究，世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）發(fā)起的 “國(guó)際區(qū)域氣候降尺度試驗(yàn)” 計(jì)劃（CORDEX）有望發(fā)揮重要的作用，它能夠成為連接全球尺度、區(qū)域尺度和局地尺度的重要橋梁。我對(duì)區(qū)域模式的未來(lái)發(fā)展很有信心。因?yàn)?strong>伴隨著高性能計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，氣候模式的分辨率不斷提高，這使得我們進(jìn)行區(qū)域氣候模擬的時(shí)候，已經(jīng)有能力把模式的分辨率從最早的50公里尺度降到公里尺度，這樣，原來(lái)在粗網(wǎng)格上需要通過(guò)“參數(shù)化” 來(lái)描述的一些關(guān)鍵物理過(guò)程，我們現(xiàn)在能夠通過(guò)顯式格式來(lái)計(jì)算；“參數(shù)化” 是造成剛才各位專家所說(shuō)的模式偏差的重要來(lái)源，高分辨率的 “對(duì)流解析” 模式不再需要這些參數(shù)化過(guò)程，模式的準(zhǔn)確度將得到極大地提高。服務(wù)社會(huì)
周天軍：目前，國(guó)內(nèi)的氣候變化科學(xué)研究和社會(huì)需求之間還是分離的，降尺度研究可能成為連接二者的橋梁。對(duì)于科學(xué)界來(lái)說(shuō)，研究成果或者服務(wù)產(chǎn)品要想滿足社會(huì)需求，其實(shí)需要科學(xué)家、政府決策者、利益相關(guān)者等各方的共同參與，我們首先要知道他們需要什么，隨后才能做出符合他們需求的有用的產(chǎn)品。當(dāng)前，從國(guó)際到國(guó)內(nèi)，社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)界兩者之間也是分離的，從資助體系到學(xué)術(shù)語(yǔ)言體系都不一樣，二者之間平時(shí)很少交流，偶爾交流也很不順暢，這是影響氣候變化研究落地的重要因素。2011年，國(guó)際科學(xué)理事會(huì)（ICSU）、國(guó)際社會(huì)科學(xué)理事會(huì)（ISSC）、聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）、聯(lián)合國(guó)環(huán)境署（UNEP）、聯(lián)合國(guó)大學(xué)（UNU）、Belmont Forum 和國(guó)際全球變化研究資助機(jī)構(gòu)（IGFA）聯(lián)合發(fā)起 “未來(lái)地球” 計(jì)劃，致力于通過(guò)加強(qiáng)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的溝通與合作，尋求和推廣增強(qiáng)全球可持續(xù)發(fā)展能力的理念。2018年，ICSU 和 ISSC 這兩大世界科學(xué)聯(lián)合體合并成立了新的國(guó)際科學(xué)理事會(huì)（International Science Council），成為代表全球科學(xué)界包括所有社會(huì)與自然科學(xué)的最權(quán)威的國(guó)際組織。因此，隨著科技的深入發(fā)展，自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的交叉融合是大勢(shì)所趨，國(guó)內(nèi)的氣候變化研究應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)這一潮流，自覺(jué)踐行 “未來(lái)地球計(jì)劃” 所倡導(dǎo)的 “協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同實(shí)施、協(xié)同推廣” 理念，更好地服務(wù)于社會(huì)。陳德亮：確實(shí)如此，在瑞典，科研部門和私營(yíng)企業(yè)之間的聯(lián)系是很密切的，研究者為企業(yè)提供氣候培訓(xùn)和指導(dǎo)，而許多企業(yè)管理者也會(huì)參與科研基金的評(píng)審和科研項(xiàng)目的制定，這就為研究走向?qū)嶋H生活提供了很好的前提。周天軍：英國(guó)牛頓基金會(huì)資助了一個(gè)中英合作項(xiàng)目，就是 CSSP-China，它資助氣候研究領(lǐng)域的中國(guó)和英國(guó)科學(xué)家到對(duì)方國(guó)家進(jìn)行交流訪問(wèn)，合作開(kāi)展研究。這個(gè)計(jì)劃一方面打破了國(guó)際上從事東亞氣候研究的科研團(tuán)隊(duì)格局，在此之前，國(guó)際上研究東亞氣候的學(xué)者基本都是來(lái)自中日韓三國(guó)的科學(xué)家，現(xiàn)在英國(guó)團(tuán)隊(duì)加入進(jìn)來(lái)，帶來(lái)了不少新的技術(shù)和方法，從新的視角來(lái)看待東亞氣候問(wèn)題。更為重要的是，這個(gè)計(jì)劃致力于推進(jìn)氣候預(yù)測(cè)、預(yù)估的基礎(chǔ)研究成果在氣候服務(wù)領(lǐng)域中的運(yùn)用，推動(dòng)研究者與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水文等行業(yè)的合作和在成果應(yīng)用方面的有效銜接?？梢哉f(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)影響到中國(guó)學(xué)者研究東亞氣候問(wèn)題的視角和思維方式。湯秋鴻：我曾受英國(guó)皇家學(xué)會(huì)牛頓高級(jí)學(xué)者基金資助，考察英國(guó)的洪水預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)與風(fēng)險(xiǎn)管理。在考察過(guò)程中，我們了解到英國(guó)建立了很好的洪水保險(xiǎn)制度。在英國(guó)，洪水保險(xiǎn)業(yè)與氣候變化研究界的聯(lián)系非常緊密，它們會(huì)評(píng)估氣候變化對(duì)自然災(zāi)害的影響及可能造成的經(jīng)濟(jì)損失，在洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上為洪泛區(qū)財(cái)產(chǎn)和防洪基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程提供保險(xiǎn)服務(wù)。目前在我國(guó)，洪水等自然災(zāi)害發(fā)生后，政府災(zāi)后救助是主要的補(bǔ)償手段，但尚未建立完善的洪水保險(xiǎn)制度。隨著氣候風(fēng)險(xiǎn)的增加，防災(zāi)減災(zāi)可能面臨越來(lái)越大的資金壓力。為了應(yīng)對(duì)氣候變化和防范水旱災(zāi)害，亟需推動(dòng)建立國(guó)家洪水保險(xiǎn)制度或者水文氣象災(zāi)害保險(xiǎn)制度，水文氣候研究可以為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供科技支撐。周天軍：許多基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目都需要進(jìn)行氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其中包括城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，例如，一個(gè)城市的排水管道建設(shè)，到底應(yīng)該按照可以承受多少年一遇的極端暴雨來(lái)設(shè)計(jì)，因?yàn)椴煌脑O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)需要的成本大不一樣；也包括沿海城市的規(guī)劃，全球變暖將令海平面升高，一些特大臨海城市像上海、香港等，防浪大堤到底應(yīng)該修多高等，在建設(shè)之前都應(yīng)該進(jìn)行氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。還有一個(gè)例子是機(jī)場(chǎng)的建設(shè)，我們最近在《科學(xué)通報(bào)》英文版上撰文，討論了氣候變化對(duì)飛機(jī)起飛的影響。因?yàn)槿绻麣鉁剡^(guò)高，大氣能夠提供的升力就會(huì)變小，這時(shí)候如果跑道不夠長(zhǎng)，載貨較重的飛機(jī)就無(wú)法在現(xiàn)有跑道上成功起飛。西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)報(bào)道過(guò)機(jī)場(chǎng)因極端高溫而大量取消航班的情況。所以，現(xiàn)在許多西方國(guó)家都會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)建設(shè)中的氣候因素進(jìn)行定量評(píng)估，包括氣候變暖的潛在影響，我國(guó)在這方面的工作有待加強(qiáng)。孫穎：在中國(guó)，其實(shí)也有這方面的評(píng)估，但還沒(méi)有形成體系，很多都停留在地方機(jī)構(gòu)，評(píng)估質(zhì)量也不太清楚。嚴(yán)中偉：在我國(guó)，大型工程的氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估其實(shí)一直都有。但是近年來(lái)，很多國(guó)際投資部門新設(shè)了強(qiáng)制性的要求，要求在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中考慮未來(lái)氣候變化所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。這與以往的氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有所不同。我想我們應(yīng)該呼吁有關(guān)機(jī)構(gòu)制定政策，在重大工程建設(shè)過(guò)程中強(qiáng)制性地進(jìn)行氣候變化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，讓整個(gè)過(guò)程更加專業(yè)化，也能更好地發(fā)揮作用。楊靜：除了預(yù)防性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，還有一個(gè)問(wèn)題是目前我國(guó)對(duì)很多災(zāi)害相關(guān)的底層數(shù)據(jù)是不了解的。比如2019年8月臺(tái)風(fēng)利奇馬在浙江登陸，永嘉縣一個(gè)村莊直接被淹，死亡二十多人。相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，那個(gè)地方本身就具有很高的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，其實(shí)可能并不適合有村莊存在的。所以，要應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，我們不只要了解敵人，也要了解自己。所以從2019年4月開(kāi)始，國(guó)家應(yīng)急管理部開(kāi)始進(jìn)行一次全國(guó)災(zāi)情風(fēng)險(xiǎn)大調(diào)研，希望能夠獲得具體到縣的真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)底層數(shù)據(jù)，為將來(lái)的實(shí)際防災(zāi)減災(zāi)工作和科學(xué)研究提供基礎(chǔ)。嚴(yán)中偉：在災(zāi)情風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域我們可能是缺少數(shù)據(jù)，而在大氣、海洋等領(lǐng)域，我們有時(shí)候會(huì)遇到雖然有數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)不完全公開(kāi)的情況。我們希望在將來(lái)，各領(lǐng)域相關(guān)數(shù)據(jù)能夠在允許的范圍內(nèi)，盡量對(duì)公眾和研究者免費(fèi)公開(kāi)。總結(jié)：氣候變化研究的愿景
陳德亮：氣候系統(tǒng)是一個(gè)非線性系統(tǒng)，影響它發(fā)展運(yùn)行的主要有兩個(gè)因素，一是外界給與的強(qiáng)迫，二是內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)迫的響應(yīng)和反饋。我們氣候變化研究要做的工作，其實(shí)是要得到在一系列不同外加強(qiáng)迫之下，氣候系統(tǒng)可能發(fā)展形成的不同情景（scenario），告訴大家不同人類活動(dòng)，比如不同強(qiáng)度的二氧化碳排放，分別可能將氣候系統(tǒng)和人類社會(huì)引向怎樣的未來(lái)。在這些不同的未來(lái)中，有些是比較好的，有些是沒(méi)那么好的，我們就可以據(jù)此來(lái)選擇自己的行動(dòng)，從而向那些比較好的方向運(yùn)行。氣候變化領(lǐng)域常常提到 resilience 一詞，中文的翻譯是 “恢復(fù)力”，但這個(gè)翻譯不太好，因?yàn)?resilience 的目標(biāo)不是恢復(fù)到從前的狀態(tài)，而是要向我們預(yù)想中的那些比較好的未來(lái)前進(jìn)。本文為《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）Forum文章“Extreme weather and climate events in china under changing climate”的中文版本。
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