北京
原標題：科學家首探全球冰雹變化趨勢
氣候變暖后，冰雹災害到底會變強還是變弱？這個困擾政府間氣候變化專門委員會（IPCC）多年的問題，如今有了明確答案——未來冰雹不僅不會消失，反而會變得更大、更具破壞力。日前，北京大學物理學院張慶紅課題組聯合美國中央密歇根大學團隊，首次從全球角度定量評估了氣候變暖背景下冰雹災害的演變規律，結果顯示，30毫米以上大冰雹發生頻率將增加38%至52%，全球冰雹破壞潛勢預計上升37%至42%。
張慶紅介紹，冰雹作為一種突發性強、破壞力大的極端天氣，在全球多地頻繁發生。然而，由于各地觀測標準不一、冰雹在云中生長碰撞的物理過程極為復雜，IPCC此前一直將未來冰雹災害趨勢判定為“低信度”，科學界長期未能給出確切答案。研究團隊利用衛星觀測鎖定了全球近1.5萬次強冰雹風暴事件，自主研發了一套冰雹生長軌跡的準三維模型，結合國際主流氣候模式與“偽全球變暖”方法，定量評估了不同碳排放情景下全球冰雹的變化趨勢。
結論直截了當：未來的冰雹譜分布將整體向“大塊頭”方向偏移。與歷史氣候相比，30毫米以下小冰雹的發生頻率將減少4%至12%，而30毫米以上大冰雹的發生頻率則大幅增加38%至52%。大冰雹顯著增多，意味著砸向地面的總破壞力急劇攀升——近地面冰雹累積動能預計增加37%至42%，且碳排放量越高，這一增幅越明顯。
為什么會出現“大的更大、小的更少”的分化？“研究揭示了背后的雙重物理機制。一方面，未來低層大氣變暖變濕，為云層提供了更豐沛的液態水和更強的上升氣流，冰雹在云中猶如獲得了‘豐沛養料’與‘更強托舉’，增長效率大幅提高，大冰雹數量隨之攀升；另一方面，全球變暖也抬升了高空融化層高度，如同加厚了冰雹落地前必須穿透的‘暖層’，個頭小、“體質弱”的冰雹往往半路就被融化殆盡，導致小冰雹數量不升反降。”張慶紅說。
這兩種機制在不同地區的博弈，帶來了顯著的空間差異。她表示，在中高緯地區，比如中國北方、美國大平原和歐洲，低層大氣“強升溫、弱增濕”，大氣不穩定能量大幅增加，上升氣流異常強勁，冰雹的增長效應占據絕對優勢，大冰雹災害潛勢顯著增強。而在熱帶及季風區，如赤道非洲和東南亞，低層大氣“升溫弱、增濕強”，不穩定能量增加有限，加之融化層升高、冰雹生長空間反而變薄，融化效應占據上風，近地面冰雹尺寸反而減小，災害潛勢隨之減弱。
“這項研究，首次從全球視角定量揭示了氣候變暖背景下冰雹尺寸分布與災害潛勢的演變規律，為未來冰雹風險評估、防災減災和氣候適應性規劃提供了關鍵科學依據。”張慶紅說。（記者晉浩天）
●新聞背后
“讓成果不止于發文”
記者 晉浩天
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）長期判定冰雹趨勢為“低信度”，中國科學家憑啥能率先破題？答案的一部分，藏在60多位普通人家的冰箱里。
“冰雹在小尺度來去迅速，常規觀測難以捕捉。”張慶紅說。2016年，課題組做了個“充滿想象力”的決定：邀請公眾一起“獵雹”，活動被賦予一個浪漫名字——“冰雹換瑪瑙”。張慶紅分享道，這一創意靈感源于“自然界萬物皆獨一無二”的理念：世上沒有兩顆相同的冰雹，也沒有兩塊相同的瑪瑙。公眾在冰雹后收集至少15顆樣本凍存，記錄時間地點；團隊則攜冰柜，乘飛機火車奔赴現場。
9年來，樣本來自天南海北。正是這些“小冰球”提供了地面真值。課題組分析樣本中的離子、顆粒物和同位素，反演出冰雹生長軌跡，催生了適應全球的冰雹生長軌跡模型——這是精準預測的基石。
研究成果日前發表于《自然》，并被選為當期封面，但比發《自然》更讓團隊在意的是另一件事。“要是能留存20世紀的冰雹樣本多好，但根本找不到。”課題組成員林翔宇說，“我們從自己做起，給后人留一些冰雹，等未來有更好的手段再研究。”
一項重要科研成果的突破，背后是十年堅持。但對課題組而言，這遠非終點。“我們的最終目標是減小冰雹對大眾造成的災害。”論文第一作者張詩怡說，“希望能將研究—預報—應急措施這個完整鏈條發展得更完美，讓成果不止于發表論文，而是最終應用于實際、造福于大眾”。
來源：光明日報
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