全球變暖不僅改變了降水的總量與分布，也深刻重塑了極端降雨與極端降雪的發(fā)生機(jī)制。極端降水事件頻率與強(qiáng)度的變化，直接影響農(nóng)業(yè)安全、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和基礎(chǔ)設(shè)施韌性。然而，不同相態(tài)降水在全球變暖中的響應(yīng)機(jī)制長期缺乏系統(tǒng)對(duì)比研究。

全球變化重塑了北半球極端降雨和極端降雪的發(fā)生過程。圖據(jù)中國科學(xué)院

封面新聞10月20日從中國科學(xué)院獲悉，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所研究員陳亞寧團(tuán)隊(duì)，利用ERA5-Land再分析數(shù)據(jù)（1950—2022），系統(tǒng)解析了北半球極端降雨和極端降雪的長期演變趨勢(shì)、溫度敏感性及驅(qū)動(dòng)因子，相關(guān)成果發(fā)表在最新一期《Advances in Climate Change Research》上。研究顯示，過去70余年間，北半球極端降雨事件以每年0.269毫米的速度顯著增加，其加速率約為極端降雪（0.029mm/年）的9倍。溫度響應(yīng)上，兩者呈現(xiàn)鮮明對(duì)比：極端降雨隨氣溫上升顯著增強(qiáng)，而極端降雪則受到抑制，尤其在30°–60°N中緯度地區(qū)表現(xiàn)突出。這表明全球變暖背景下，液態(tài)降水事件的敏感性遠(yuǎn)高于固態(tài)降水。

在空間格局上，極端降雨的增強(qiáng)范圍覆蓋了22%的研究區(qū)，而極端降雪顯著增加的區(qū)域僅占4.7%，主要局限在高緯度（>70°N）和高海拔的寒冷環(huán)境。值得注意的是，盡管極端降雪的總體趨勢(shì)不顯著，但在極地及部分高山地區(qū)，海冰退縮與大氣水汽反饋仍可能放大極端降雪事件的風(fēng)險(xiǎn)。

研究還發(fā)現(xiàn)，極端降水的相位轉(zhuǎn)變正在系統(tǒng)性重塑水循環(huán)格局。極端降雨在總降水中的占比以每年0.038%的速度提升，極端降雪占比也在增加（ 0.017%/年），顯示出全球水循環(huán)向更強(qiáng)烈、更突發(fā)的極端事件方向演化。這一趨勢(shì)意味著未來洪水風(fēng)險(xiǎn)將集中于中緯度地區(qū)，而寒冷地區(qū)則面臨更大的積雪不穩(wěn)定性。

極端降水的相位差異不僅是氣候變化的直觀信號(hào)，更對(duì)流域水資源調(diào)控、洪水防御和生態(tài)管理提出了新的挑戰(zhàn)。制定區(qū)域差異化的氣候適應(yīng)策略迫在眉睫，中緯度地區(qū)需要重點(diǎn)關(guān)注降雨驅(qū)動(dòng)型洪水，而高緯度與高山地區(qū)則需警惕積雪相態(tài)轉(zhuǎn)變對(duì)水資源和災(zāi)害發(fā)生的雙重風(fēng)險(xiǎn)。該研究為全球極端降水的過程理解和風(fēng)險(xiǎn)防控提供了新的科學(xué)依據(jù)，也為未來制定更加精準(zhǔn)的氣候適應(yīng)與防災(zāi)策略提供了參考。