你知道一到夏天，暴雨就讓城市顛倒……以後也會嗎？

知識 08-09

北方地區的夏季暴雨會常態化嗎？

隨著全球氣候變暖，大氣的水循環會更加劇烈。那麼像北方地區前些天這種幾個小時上百毫米、幾百毫米的降水，今後每年夏天都會常態化嗎？

或者退一步，傳統上比較乾旱的北方地區發生本地降水導致的洪水，會常態化嗎？

Yang Shu，測風的

說實話中國降水的問題我也不清楚，就臨時找了篇 paper：Projected Changes in Temperature and Precipitation Extremes in China by the CMIP5 Multimodel Ensembles: Journal of Climate: Vol 27, No 17，權作拋磚引玉。

這篇 paper 是國家氣候中心周波濤等人的研究成果。他們運用 CMIP5 框架下 24 個氣候模型來預測中國到 21 世紀末的氣候情況，包括氣溫和降水。（更多關於氣候模型，例如氣候模型包括什麼內容，氣候模型準不準確，為什麼要多模型等，參考這個有可能構建精確的全球氣候模型嗎？ - Yang Shu 的回答）實驗採用 RCP4.5 和 RCP8.5 的排放前景，大概可以理解成「比較暖的未來」和「特別暖的未來」。（更多關於排放前景的問題參考這個：未來有幾種？聊聊氣候情景（climate scenarios）的故事 - 談談天 - 知乎專欄）

該研究分析了各種氣候指數和結果的不確定性，最後得出的結論是中國未來會有更少的冷極端事件（cold extremes），更多的暖極端事件（warm extremes），更加集中的極端降水事件。既然這個問題是北方的暴雨，那我們就主要看看降水的情況。

你知道一到夏天，暴雨就讓城市顛倒……以後也會嗎？

首先需要說明的是，這裡計算的總降水量、日降水量等只考慮了日降水超過 1mm 的 wet days。由上圖我們可以看到年總降水量（PROPTOT）、平均日降水量（SDII）、大雨的比例（R95p）、持續 5 天最大雨量（RX5day）和持續一天最大雨量（RX1day）都會增加，當然 RCP8.5 的情況會增加更多。我們可以想像，如果未來降水增加，那有可能是降水的時間增加，也有可能是降水的強度增加。可以看到，5 天最大雨量、1 天最大雨量的增長比例是超過其他指數的，這就說明未來降水的增長主要體現極端暴雨的增多上。

那麼極端暴雨的增多在時間和空間上會不會有區別？答案是肯定的。

你知道一到夏天，暴雨就讓城市顛倒……以後也會嗎？

上圖中，上排兩幅是冬季情況，下排兩個是夏季情況。橫坐標代表中國的區塊，分別是東北（NEC）、華北（NC）、華東（EC）、華中（CC）、華南（SC）、西南一（SWC1，文中主要指青藏地區）、西南二（SWC2，文中主要指雲貴地區）和西北（NWC）。在我國北方地區，冬季極端事件的增加會超過夏季的增加，在南方地區則正好相反。這裡需要注意，增加是相對地增加，北方冬季原本降水就少，所以可以想像是一個「從無到有、從少到多」的過程，而夏季原本就是雨季，那麼就是一個「從多到更多」的過程。當然，這也有可能是未來大氣環流改變造成的。

研究也分析了結果的不確定性，包括模型、自然變率和排放前景產生的不確定性。其中最主要的還是排放前景。也就是說，這個模型的結果是基於一個假設：未來地球受到的輻射強迫增加了 4.5W/m2（8.5W/m2）。這個假設作為參考的價值更大，因為未來地球到底升溫多少，是掌握在人類自己手中的。如果我們減排效果好，就可能升溫慢，暴雨少；減排效果差，那就可能是暴雨頻繁，甚至更糟。

當然這個研究是純粹從氣候角度出發的。我們知道暴雨的問題不僅僅是氣候的問題，還要考慮人類的耐受性等等。比如說如果海綿城市能成功，那麼人類城市抵禦強降水的能力就增強了，同樣的降水量可能就不覺得是暴雨災害了。

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