華東師範大學地理科學學院研究員 李超
本次聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）氣候科學報告《氣候變化2021：自然科學基礎》單獨設立了“氣候變化中的極端天氣事件”一章，首次凸顯極端天氣事件是全球變暖的重要威脅。
相比於第五次評估報告，此次報告以更多的證據和更高的信度，指出人類活動引起的氣候變化已經影響了全球各個地區的極端天氣與氣候事件，未來任何的持續增暖都會引起愈加頻繁和嚴重的極端事件。
歷史變化：極端事件風險上升
報告指出，自20世紀50年代以來，全球絕大部分地區極端高溫事件的頻率和強度在增加，極端低溫事件的頻率和強度在下降。受區域陸氣互饋過程影響，如土壤溼度以及冰雪覆被與氣溫的互饋，內陸半乾旱和乾旱地區以及冰雪覆蓋的高緯度和高海拔地區是極端溫度變化最劇烈的區域。城市熱島效應使城市遭受更多更強的高溫熱浪威脅，1980年以來，全球海洋熱浪的數量增加了近一倍。
全球氣溫每上升1℃，大氣水汽增加約7%，從而導致極端降水增加。除了增強的水汽作用，與環流相關的動力過程改變也會影響極端降水，且其自然波動更劇烈。報告顯示，1950年以來，極端降水在大部分有觀測資料的區域呈增加趨勢。由於極端降水增加的速度整體快於平均降水，導致降水的年內變率增加，從而給區域水資源管理帶來挑戰。
極端降水增加是否誘發更多流域洪水，還取決於流域水文狀況和水資源管理策略等非氣候要素。就全球整體而言，有關流域洪水的變化趨勢仍缺少結論性共識，在不同地區呈現出或增或減的差異性。城市洪澇和山洪等驟發性洪水與極端降水關聯緊密，但對此仍需更廣泛的研究。
氣候變暖推高了大氣的蒸發潛力，從而影響一個地區可獲得的淨水資源量。報告指出，農業和生態乾旱在遍佈全球所有大洲的多個地區都有增加，包括我國所處的東亞地區；僅個別地區出現了農業和生態乾旱緩解的狀況。
此次報告首次將複合極端事件納入評估物件，複合極端事件被概括為造成社會或環境影響的不同驅動因子組合發生的狀況。常見的複合極端事件大體可以分為四類：前期影響型，例如春季乾旱會加劇夏季熱浪；同時發生型，如酷熱乾旱事件；接連發生型，如持續的日間和夜間熱浪事件；空間關聯型，即空間上具有共同影響效應的多個事件。
報告顯示，1950年以來複合極端事件在全球多個地區變得更加頻繁，包括酷熱乾旱複合事件，誘發森林火災的綜合天氣條件，以及河口及海岸帶常見的複合洪水事件等。
人類影響：增加極端事件發生
自IPCC第五次評估報告以來，氣候變化檢測歸因科學取得新進展，可以更清楚地認識人類活動與極端天氣事件之間的聯絡。主要進展包括檢測歸因多模式比較計劃（DAMIP）的實施，為細分不同人類活動因子的影響提供了大資料資源；出現了改進的“最優指紋”趨勢歸因方法，可以更準確地考慮極端氣候變數特有的統計特徵；湧現了多種極端事件歸因方法以及大量有關全球各地極端事件個例的歸因研究。
得益於此，報告以更高的信度指出，全球大部分地區極端高溫和極端低溫變化的主要驅動力來自於工業革命以來人類活動排放的溫室氣體，同時也首次提出，如果沒有人類活動的影響，全球多地遭受的異常極端甚至突破歷史紀錄的高溫事件幾乎不可能發生。
在美洲、歐洲和亞洲，幾乎可以確定人類活動引起了極端降水的增加。而在更小的區域尺度上，人類活動影響極端降水的證據還相對有限。且極端降水的自然波動大，當前模式模擬極端降水的不確定性大，限制了歸因結論的可靠性。總體而言，極端降水的歸因信度相對極端溫度較低。
報告指出，人類活動可能是導致全球多個區域遭受更加頻繁和嚴重的農業和生態乾旱的主要原因，人為氣候變暖可能導致全球水文乾旱整體加劇，同時人類取用水等也是重要的驅動因素。由於乾旱的觀測樣本比降水更少，且乾旱在很大程度上反映的是降水虧缺，因此乾旱歸因也受限於模式對降水的模擬技巧，歸因結論的信度總體也較低。
此外，洪水和颱風的歸因受觀測資料和模式效能的制約更加嚴重，其中洪水還進一步受當前大尺度水文模型有限的模擬精度的制約，有關二者的歸因信度也普遍較低。但是，針對颶風哈維等典型熱帶氣旋個例的歸因結果顯示，人類活動增加了颶風/颱風降水量。
關於未來：複合極端事件加劇
2015年《巴黎協定》提出到本世紀末將全球平均溫升控制在工業化前水平的2℃以內，並努力追求1.5℃溫控目標，所以IPCC報告增加了基於溫升水平的氣候變化評估。本次報告以高信度強調，未來每0.5℃的增暖都會顯著改變全球大部分地區極端天氣與氣候事件的頻率和強度，包括極端溫度、極端降水、颱風、乾旱等。
報告指出，未來全球絕大部分有人口居住的地方都將出現更多、更強、更持久的極端高溫。即使最終實現1.5℃溫控目標，也無法完全避免這種風險。據報告，1850-1900年間平均50年才發生1次的極端高溫事件，在當前氣候狀態下約每10年發生1次；實現1.5℃溫控目標，約每5年發生1次；而若放任全球升溫至4℃，則每年都會遭遇至少1次同等嚴重的高溫。以上是對全球平均狀況的預估，部分地區的形勢會更加嚴峻。
未來會出現更多更強的極端降水。平均而言，極端降水強度隨全球變暖的增幅約為7%/℃，但會根據增暖以及環流變化會產生一定的區域差異。與極端降水關聯緊密的城市雨洪和山洪等驟發性洪澇災害也將變得更加頻繁和嚴重，且流域洪水在不同地區增加的區域將多於減少的區域。未來總檯風頻率可能略微下降或保持不變，但強颱風的比率會升高，風速也會增加。
隨著變暖持續，未來更多地區將會遭遇更頻繁且嚴重的乾旱。當溫升在1.5-2.0℃時，全球多個地區會遭遇更加嚴重的農業和生態乾旱；而當氣候變暖至4.0℃時，全球一半地區將遭遇更嚴重的農業和生態乾旱。水文乾旱在一些地區也將變得更加嚴重，乾旱加劇也會影響陸地的碳匯功能。
未來也會有更多的區域遭遇更多的複合極端事件，包括持續增多的酷熱乾旱複合事件，更容易誘發野火的天氣環境，河口海岸地區將面臨增多的極端降水、河道洪水、海平面上升、風暴潮等。
值得警惕的是，未來極端溫度、極端降水、乾旱等極端事件表現出依賴於事件極端程度的非均勻變化特徵，這種非均勻變化會導致未來極端事件變得更加反覆無常；同時，“小機率高影響”事件將更容易出現，從而大大增加防範極端氣候風險的挑戰。
