破紀錄的氣溫來得比研究人員預期的更快、更猛烈，令人不禁擔心未來會怎樣。

從倫敦到上海，史無前例的熱浪在過去幾周席卷著世界許多地區。6月，東京連續9天超過35oC，是當地自1870年代有記錄以來的最嚴重熱浪。7月中旬，英國出現了自開始測溫以來的首個40oC以上高溫。與此同時，熱浪導致的野火在法國、西班牙、希臘、德國等地蔓延。中國的大范圍熱浪也此起彼伏，包括上上周襲擊400多座城市的一次熱浪。

7月17日，法國西南部的消防員正在消滅極端熱浪點燃的大火。來源：Thibaud Moritz/AFP/Getty

氣候科學家之前就發出了警告，隨著全球變暖，熱浪會出現得更加頻繁，氣溫也將更高。但根據上個月發表的一項研究[1]，這個未來比研究人員擔心的更早來臨了，尤其是在西歐這個熱浪“高發區”。這些屢屢刷新紀錄的熱浪不僅一浪高過一浪，甚至完全超出了氣候模型的預測。

研究人員正在馬不停蹄地研究今年的熱浪，以便更好地理解未來的極端高溫會如何影響人類社會。

“科學界之前已經在思考這些事件發生的可能性了，”英國比利斯托大學研究英國熱浪的氣候科學家Eunice Lo說，但“看到這些事件真實上演還是令人難以置信。”

致命熱浪

極端高溫是全球變暖的一個致命后果。它會直接致人死亡，比如那些戶外工作者。它還能讓電網癱瘓，切斷空調或風扇的救命電源。歐洲2003年遭遇的一次熱浪據估計導致7萬多人死亡。不僅如此，熱浪還會加劇野火等災害，并給人類造成重大心理創傷。

雖然高溫熱浪在過去幾年里變本加厲，但在2021年6月襲擊北美太平洋西北地區的一次熱浪事件后，學界對最極端熱浪的研究已經取得了巨大進展。

那次熱浪至今仍處于破紀錄的高位，本質上重塑了極端高溫的研究領域，布里斯托大學的氣候科學家Vikki Thompson說。她和同事在5月發表的一項研究中指出[2]，如果從與前10年氣候的偏差來看，1960年以來，全球只有5次熱浪比那次更嚴重。她說，只要看看整個太平洋西北地區在那次熱浪前幾年的氣溫數據就可知，這次空前熱浪的發生幾乎“完全沒道理的”。但它確實發生了，主要成因是一個高壓大氣系統持續輸入熱空氣，再加上該地大部分地區的土壤溫度比往常更熱。

超出預期

雖然英國7月的這次熱浪并沒有這般嚴重，但依然會載入史冊，因為它讓整個國家認識到極端高溫的危險性。7月18日和19日，英國多地打破了高溫紀錄，比之前的歷史極值高了整整3到4oC（見“更極端的高溫”）。46個氣象站刷新了3年前剛剛創下的38.7oC的高溫紀錄。據估計，可能有數百人因此死亡。

來源：Met Office

科學家早在某種程度上預見了這一切。兩年前發表的一項氣候建模研究曾指出，英國在之后幾十年可能會出現40oC以上的高溫，但可能性不大[3]。然而，這種可能性在今年就發生了，英國的高溫紀錄現在是40.3oC。

氣溫之所以比預期更快地超過閾值，可能是因為氣候模型無法捕捉會影響熱浪的所有因素，因此難以準確預測未來的極端高溫[4]。土地利用和灌溉等因素的變化都會以模型無法完全捕捉的方式影響熱浪，意味著模型有時會錯判氣候變化的真正沖擊。

世界氣候歸因組織（World Weather Attribution）的國際科研團隊在7月28日發表的一項分析發現，人為導致的氣候變化使今年英國熱浪的發生率提高了至少10倍[5]。研究還發現，如果沒有氣候變化，熱浪的溫度應該會低2–4oC。

“更多的證據顯示，我們的模型可能漏掉了一些東西，”2020年英國研究[3]的共同作者、英國氣象局（Met Office）的氣候科學家Peter Stott說，“這是一個值得研究的問題。”

蘇黎世聯邦理工學院的氣候科學家Erich Fischer說，和2021年影響太平洋西北地區的熱浪一樣，2022年的這次英國熱浪可能也會讓研究人員更快地找出原因——到底是什么導致熱浪比我們預期的更加極端。在去年發表的一項建模研究[6]中，Fischer和同事預計，接下來幾十年里的極端氣候將大幅刷新紀錄。他說：“這正是我們現在看到的情況。”

Fischer表示，研究極端氣候打破紀錄的幅度，而不單單研究紀錄是否被打破，可以幫助當地政府應對不久的將來可能遇到的極端事件。

動態變化

除了英國，歐洲大部分地區今年已經出現過好幾輪熱浪了。實際上，歐洲在過去五年里不止一次沖破高溫紀錄，紐約哥倫比亞大學的氣候科學家Kai Kornhuber說道。他所在的團隊發現西歐非常容易出現熱浪[1]。在過去40年里，西歐出現極端高溫的頻率是北半球其他中緯度地區的3到4倍。

這或許是因為北大西洋向東移動的大氣急流經常會在靠近歐洲時分成兩支。這種情況下，兩支氣流會使暴風遠離歐洲，讓熱浪得以形成并持續。雖然目前還不清楚氣候變化是否會導致更多這種“雙急流”，但這類氣候模式導致了西歐今年7月的熱浪，也是當地近期許多高溫事件的原因。

Kornhuber說，我們可能會發現，類似的大氣動力學模式對于揭示哪些因素讓高溫事件比預期的更極端具有重要意義。

熱浪并發

過去幾個月的另一個鮮明特征是，極端高溫幾乎在全球多地同時上演（見“紅色海洋”）。7月末，中國和北美西部幾乎和歐洲在同一時間開啟熱于往常的高溫模式。2月發表的一項研究發現，1979年至2019年，這類熱浪并發事件的出現頻率提高了5倍。

來源：NASA Earth Observatory.

一個原因可能是名為Rossby波的大氣模式，Rossby波呈彎曲狀環繞地球，會讓特定地區的天氣模式陷入停滯，導致這些地區很容易出現極端高溫[8]。氣候變化是否會讓這些現象變得更常見的問題尚不好說。不過，與大氣模式無關的熱浪并發事件確實會隨著氣候變暖而頻發，華盛頓州立大學溫哥華校區的氣候科學家Deepti Singh說，“整個世界都在暖化，出現極端高溫地區的可能性也在增加。”

今年，熱浪還在某些地區提前抵達，比如印度和巴基斯坦，這些地區從今年3月到5月一直高溫難耐。印度部分地區在3月底超過了44oC，比往年最熱的時期提早了很多。至少有90人因此死亡。世界氣候歸因組織發現，氣候變化讓這次熱浪的發生概率增加了30倍[9]。

隨著全球氣溫持續上升，氣候科學家一直在強調削減碳排放和加快人類適應極端氣溫的重要性。Stott說，英國這次熱浪驚醒了很多人，他們看到了該國在極端高溫前多么脆弱。Stott從事了幾十年的氣候預測工作，最讓他吃驚的是看到極端高溫在倫敦市區點燃了野火。“那一幕真的讓人觸目驚心。”

參考文獻：

1. Rousi, E., Kornhuber, K., Beobide-Arsuaga, G., Luo, F. & Coumou, D. Nature Commun. 13, 3851 (2022).

2. Thompson, V. et al. Sci. Adv. 8, eabm6860 (2022).

3. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P. A. Nature Commun. 11, 3093 (2020).

4. Van Oldenborgh, G. J. et al. Earth’s Future 10, e2021EF002271 (2022).

5. Zachariah, M. et al. Without human-caused climate change temperatures of 40 °C in the UK would have been extremely unlikely. (World Weather Attribution, 2022).

6. Fischer, E. M., Sippel, S. & Knutti, R. Nature Clim. Change 11, 689–695 (2021).

7. Rogers, C. D. W., Kornhuber, K., Perkins-Kirkpatrick, S. E., Loikith, P. C. & Singh, D. J. Clim. 35, 1063–1078 (2022).

8. Kornhuber, K. et al. Nature Clim. Change 10, 48–53 (2020).

9. Zachariah, M. et al. Climate Change made devastating early heat in India and Pakistan 30 times more likely. (World Weather Attribution, 2022).

原文以Extreme heatwaves: surprising lessons from the record warmth為標題發表在2022年8月4日《自然》的新聞特寫版塊上。doi: 10.1038/d41586-022-02114-y

（原標題《今年夏天為什么這么熱？|《自然》長文》；澎湃新聞經授權轉載）