39℃+高温又来了，还没入伏已成“火炉”，今年夏天北方为啥这么热？

高县科协

这个6月，我国北方许多地区似乎格外的热，以北京为例，6月还没结束，北京的高温日数创新纪录，截止6月27日，北京南郊观象台6月份高温日数（最高温达到或者超过35℃）已经达到13天，超过了2000、2018和2020年的12天。

       近30天全国最高气温实况图。图片来源：中央气象台

       其中，在6月22、23和24日，北京南郊观象台温度分别达到41.1℃、40.3℃和40.0℃，连续三天最高温度突破40℃，也创下北京气象观测史上首次连续三天40℃的极端高温新纪录。与奥运赛场让人兴奋的新纪录相反，极端天气的“新纪录”让人一点儿都兴奋不起来，因为它往往代表着灾难和危机。

       图为6月23日北京市民收到的高温红色预警短信，这是2015年以来北京发布的首个高温红色预警

       与此同时，6月份北京的降水量也创下新纪录，自5月27日那场雨之后，北京一直没有像样的降水，在6月1日至6月26日期间，北京观象台累计降水量只有1.1毫米，与常年同期值55毫米相比，大幅度减少98%，也远远不及2022年同期的50.7毫米。1.1毫米的降水量一般是极端干旱的冬天才有的状况，出现在夏季6月极其反常。

       天气如此反常，究竟是谁的锅？

       （一）厄尔尼诺是个筐，什么都能往里装？

       极端高温天气的出现，与短期的天气形势和长期的气候异常都密切相关。

       在短期天气方面，高温期间京津冀受暖气团控制，在西北-蒙古-华北大范围有宽广的高压脊控制，长时间晴热，加之夏至节气之后白昼时间最长，有利于维持高温天气。与此同时，这段时间我国南方正处于梅雨期，雨带长期维持在两广到长江流域，向北方的水汽输送受阻，北晴南雨，形成我国一年中特有的北方温度比南方温度高的时期。

       在较长时间尺度上，气候异常被提的最多的概念就是厄尔尼诺和全球变暖，尤其是厄尔尼诺，业界有个开玩笑的话，“厄尔尼诺是个筐，什么都可以往进装”，厄尔尼诺是搅动全球气候异常的“熊孩子”，过去几年非洲闹蝗灾、澳大利亚山火燃烧等异常事件，背后都有这个熊孩子的身影。

       具体到东亚地区，厄尔尼诺出现的时候，东亚季风偏弱，雨带北上乏力，步履蹒跚，因此，今年江南和长江中下游地区的梅雨季开始偏晚，在6月18日前后入梅，在江南地区比常年平均（6月9日）偏晚近10天，在长江中下游地区比常年平均（6月14日）偏晚4天左右。雨带维持在南方地区，对北方而言，以晴好天气为主，自然加剧北方的高温和干旱状况。

       然而，厄尔尼诺对我国气候的影响比较复杂，以极端高温为例，过去三次超级厄尔尼诺分别发生于1982/83、1997/98和2015/16,无论是厄尔尼诺发展年（1982、1997、2015），还是厄尔尼诺衰减年（1983、1998、2016），以北京为例，6月份和夏季的高温日数都并未创纪录，仅维持在平均值（6月约4天，夏季约11天）左右。在降雨量方面，上述厄尔尼诺发展年和厄尔尼诺衰减年也未出现极端干旱的状况。事实上，像2023年6月份这样平均降水仅有1.1毫米的状况是北京有观测记录以来的最少值，其成因还需科研人员深入分析，单以厄尔尼诺并不能解释这种极端状况。

       （二）东亚季风像人群中被挤来挤去的小孩，行动轨迹复杂多变

       东亚地区横跨中纬度地区，气候波动除了受热带地区海洋热力状况的影响之外，还受高纬度系统的影响，另外，东亚气候还受季风异常和高大的青藏高原的影响，因此，影响因子除了厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）、还有西北太平洋暖池热力状况、印度洋海温、青藏高原冬春雪盖、北极海冰、北大西洋海温状况、欧亚环流等因子。

       受多重因子的影响，东亚季风就像人群中被挤来挤去的小朋友一样，很有可能会偏离原来的方向，行动轨迹复杂多变，因此东亚季风气候就像“小说中的爱情一样，是个永恒而迷人的话题”，其异常变化的机理研究向来是我国气候研究的核心问题。

       另外，就像“世上没有两片完全相同的树叶”,造成气候异常的各因子本身也存在变化，每个事件并不完全相同，其共同影响就具有多样性。

       例如同样是厄尔尼诺事件，每次厄尔尼诺的强度、空间分布等都有所差别，其影响就有所差别，尤其是厄尔尼诺发生在赤道中东太平洋，距离我国万里之遥，厄尔尼诺异常扰动的空间范围往往大于我国长江和淮河流域的距离（约200多千米）,甚至大于长江与黄河流域的距离（约500多千米），每次厄尔尼诺事件对我国的影响也有所不同。

       过去三年全球气候遭遇了罕见的三重拉尼娜现象，连续三个冬季，2020/21，2021/22，2022/23赤道中东太平洋均维持偏冷的海温状态，然而这三年我国夏季的气候千差万别。

       2020年我国长江流域遭遇1998年以来最强暴雨和洪涝灾害，淮河王家坝开闸分洪、新安江水库九孔泄洪；而2022年长江流域有观测记录以来最严重的干旱和高温，鄱阳湖和洞庭湖汛期反枯，川渝地区干旱叠加干旱、缺水、缺电，并遭遇山火燃烧；2021年长江流域并无大灾，但是河南郑州发生“720”特大暴雨，北京遭遇最多雨日的9月，山西在国庆期间遭遇严重秋汛。

       因此，同样的气候影响因子，其造成的结果差别非常大，厄尔尼诺这个“筐”并不好用。

       值得注意到是，尽管世界气象组织（WMO）和国内外各气象部门预测厄尔尼诺现象即将发生，但是目前还没有最终确定厄尔尼诺现象“已经发生”。

       例如5月3日世界气象组织发布评估报告，指出今年5月至7月，从中性状态过渡到厄尔尼诺现象的可能性为60%，6月至8月可能性将增加到约70%，7月至9月将增加到约80%。以上都是可能性，而不是宣告厄尔尼诺已经发生。

       这是因为厄尔尼诺现象发生的条件是赤道中东太平洋（常用NINO3.4海区）连续3个月海温异常超过0.5℃以上。目前仅5月份和6月份数据满足超过0.5℃标准，距离连续3个月还差时间。在历史记录中也有厄尔尼诺“虚晃一枪”的事件，即赤道中东太平洋海温在春夏短暂偏高，但是在秋冬恢复为中性，例如1980年和1993年都是在春夏之交海温异常超过了0.5℃，但是在秋季和冬季都回复为中性状态，这些都不能算作是厄尔尼诺事件。

       即使届时5月、6月和7月三个月连续三个月海温异常都超过0.5℃以上，而如果秋季和冬季海温异常掉头，年底时候海温异常不超过0.5℃以上，也不能算作是一次厄尔尼诺事件，因此，目前信誓旦旦说已经发生厄尔尼诺现象的人，是对WMO所述的可能性理解有误。

       （三）极端天气这颗“骰子”究竟被谁动了手脚？

       创纪录极端高温的反复出现是全球变暖的必然结果。

       根据2023年4月21日世界气象组织（WMO）发布的年度气候报告，2022年的全球温度比工业化前的1850-1900年高1.15°C，过去8年成为有观测记录以来最热的8年。“大河涨水小河满”，全球温度升高地区温度自然随之涨高，如果把今年6月每天温度减去1.15°C，其气温在历史资料里并不极端。

       如何分析全球变暖对某一次极端天气事件的影响，在过去20年里，气候科学界发展起了“极端天气监测与归因”的成熟方法。

       思路并不复杂，假如掷普通的骰子，得到最大值6的概率是六分之一，如果你某次掷出6，可以将其归为随机的运气，但是如果掷很多次，出现6的概率远远大于六分之一，这时候就不能将其归因为运气，很有可能是骰子本身被做过手脚。极端天气也一样，对有全球变暖和没有全球变暖分别进行模拟，如果有全球变暖的模拟中，出现某种极端天气的概率大大提高，就不能将其归因于随机性（非线性）的天气过程，而是全球日益变暖改变了这种极端天气出现的概率。

       2004年，英国气象局Hadley中心Peter Stott等人在Nature上发表文章，对2003年欧洲极端高温天气进行归因分析，这次极端高温天气在欧洲导致7万多人死亡。他们的分析指出，由于全球变暖，2003年这样的极端高温天气出现的可能性翻番，因此，极端高温天气的“骰子”已经被全球变暖所改变，当出现这样的极端高温天气时，就不能看做是纯粹的随机天气过程所产生。

       过去几年，国际天气归因小组（WWA）对全球极端干旱、高温、暴雨、寒潮和风暴进行了归因分析，发现全球各种极端天气几乎都能找到全球变暖的影子，例如2022年8月，伦敦最高温度超过40℃，2021年6月底，加拿大立顿（Lytton）最高温度达到49.6℃，分析表明，在没有全球变暖的时候，这样的事件几乎不可能发生。2022年3月，南亚印度和巴基斯坦的极端高温破122年的历史纪录，模拟分析表明，气候变化让这样的事件发生概率增加了30倍，这个可是个被深度改造过的极端高温“骰子”。

       全球变暖带来的不光是极端高温，还有“全件套”的灾害。全球变暖带来重要的“湿变湿，干变干”效应，即原本湿润的地区降水会更多，原本干旱的地区会更加干旱；在季节方面，湿润多雨的季节洪涝更严重，干旱少雨的季节干旱更加严重。

       具体过程和影响区域很复杂，一个简单的解释是，当气温升高时，大气中能容纳更多的水汽（饱和比湿增加），因此当发生暴雨的时候，大气中水汽更多，所以导致更剧烈的降水；而当未发生降雨时，因为空气中能容纳更多的水汽，空气更不容易饱和，所以更容易导致干旱高温。

       很多人有被水蒸气烫伤的经历，知道水蒸气从气态凝结为液态时会释放出大量热量（凝结潜热），在降雨发生时，因为大气中水汽更多，凝结释放出的热量也更多，因此强对流天气就来的更加暴虐，与之对应的龙卷、冰雹、大风、雷电、暴雨、洪涝等现象就更加严重。

       根据联合国防灾减灾署《灾害造成的人类损失2000-2019》，过去20年，极端高温事件大幅度增加了232%，洪涝灾害增加134%、风暴增加97%，山火燃烧增加46%，干旱事件增加29%，全球天气正在日益极端化。

       根据中科院大气所对2021年河南郑州“720”特大暴雨的归因分析，气候变暖和变湿使得河南暴雨的发生概率翻番，降雨强度增加了大约7.5%，不要小看这7.5%，这可能就是导致最严重灾难的那多余的降水。

       而到本世纪末，如果按照中等排放情形来估计，降水强度还会再增加21.9%，概率再增加4倍，郑州暴雨这样的极端暴雨也是一个被全球变暖深度改造过的“骰子”。

       极端天气的归因分析有潜在的法律应用前景，之前个人遭遇极端天气被看做是“运气不好”，或者是个人疏忽，没有注意天气预报和预警，现在归因分析告诉大家，这样的极端天气本不会产生，是人为温室气体排放导致全球变暖促成的，全球变暖让某种极端天气产生的概率和强度都大幅度增加。因此受某极端天气损害的个人和组织，可以据此向造成全球变化的组织和国家索赔。

       2022年埃及沙姆沙耶赫气候大会（COP27）期间，“损失与损害”（Loss and Damage）首次被列入官方议题，讨论那些有历史排放责任的富裕国家，是否需要对受全球变暖影响的脆弱国家进行气候赔偿，会议设立“损失与损害”基金，这是全球走向气候正义的重要一步。

       随着北半球夏季的到来，极端高温肆虐将成为常态，世界气象组织呼吁各国早预警、早行动。对于各级政府和管理部门而言，除了提供天气预警和预报，还需要多关注弱势人群、户外和高温天气劳动者的权益，提供公共的避热中心，尤其是在高温橙色和红色预警期间，开放公共活动中心、政府部门、图书馆等，使得户外工作者能避开正中午最酷热的天气。对于公众而言，则需要关注各种预报和预警信息，并及时更新最新预报和预警，从而减少中暑风险。

       出品：科普中国

       作者：魏科，中国科学院大气物理研究所

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