2020年夏季，我国江淮流域遭受了本世纪以来最强的持续性梅雨的侵袭。这次梅雨呈现出入梅早、出梅晚、梅雨期长、雨区范围广、累计雨量大、强降水过程多的特点，梅雨季长达62天，梅雨量打破了自1961年以来的历史记录。本次梅雨因其极端性和造成的巨大社会影响而备受关注（图1）。随着近年来高影响极端天气气候事件的频发，探讨人类活动对极端事件发生发展的影响及其物理机制，成为科学界迫切需要回答的热点问题，这有助于理解和预估极端气候的风险变化。
近日，中国科学院大气物理研究所周天军研究员课题组以“2020年梅雨期极端降水的归因探讨和未来风险预估研究”为题在《中国科学：地球科学》发表文章，研究指出人类活动使得类似2020年夏季长江中下游流域持续性强降水事件的发生概率减小了约46%。其中，温室气体有利于增加类似极端事件的发生概率，而人为气溶胶则减少了其发生概率，二者相抵，最终使得人为强迫下的净效果是这类极端事件发生概率减小。
该研究利用第六次耦合模式比较计划（CMIP6）检测归因模式比较计划（DAMIP）下，多模式集合提供的不同外强迫因子驱动的历史气候模拟试验（图2）。通过比较不同外强迫因子作用下，类似2020年夏季梅雨期持续性强降水事件的发生概率，指出人类活动减少了这类极端强降水事件的发生概率，这是温室气体和人为气溶胶强迫作用相互“竞争”下的结果。其中，温室气体有利于增加类似极端事件的发生概率（约44%），这与大气增温引起的可降水量增加有关；而人为气溶胶则减少了其发生概率（约73%），这与地表降温引起的可降水量减少、东亚夏季风环流减弱有关。
这项事件归因研究表明，人类活动对极端事件的影响直接依赖于外强迫因子的组成（主要是温室气体和人为气溶胶强迫的相对强弱）。由于未来人为强迫因子的构成将发生变化，故当前气候下的归因结果并不能直接作为未来预估的参考。研究团队进一步考察了未来不同共享社会经济路径下，类似2020年夏季梅雨期持续性强降水事件的发生风险。“未来随着温室气体浓度的升高和人为气溶胶的减排，类似极端强降水事件的发生风险将持续增加。”本文共同作者博士生任俐文说，“且温室气体浓度越高，这类极端降水事件的发生风险越高。因此，采取有效的温室气体减排措施，早日实现碳达峰和碳中和，有利于减缓极端降水对社会和经济的影响。”
“需要指出的是，极端事件的定量归因结果受到用于驱动气候模式的人为辐射强迫资料的准确性和气候模式集合模拟大样本数量的影响，未来随着高性能计算机性能的提高，高分辨率气候模式的超大样本集合模拟有望在气候归因中得到应用，这将有助于提升对极端事件发生风险的更为准确的估算”，本文共同作者、中科院大气所LASG国家重点实验室张文霞副研究员说。
本研究受国家重点研发计划项目(编号: 2018YFC1507701)和国家自然科学基金项目(批准号: 41988101)资助共同资助。
文章信息：周天军, 任俐文, 张文霞. 2021. 2020年梅雨期极端降水的归因探讨和未来风险预估研究. 中国科学: 地球科学, 64, doi: 10.1360/SSTe-2020-0325
https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2020-0325?slug=fulltext
Journal
Science China Earth Sciences