这个冬季为何不寻常

　　刚刚过去的2017年冬季（2017年12月1日至2018年2月28日），北京没有有效降雪。不仅是北京没有下雪，2017年冬季，我国东北南部、华北东部和黄淮的大部分地区都降水稀少，降水量较常年同期普遍偏少五到八成，其中，辽宁南部和西部、河北东北部、北京等地偏少八成以上；河北平泉、宽城、内蒙古青龙山等26个县、市的连续无降水日数突破了历史极值，其中，北京观象台自2017年10月23日起连续130多天无降水，突破该站114天连续无降水的历史纪录（1970年10月25日至1971年2月15日）。

　　同样是这个冬季，我国中东部地区遭受了大范围的雨雪冰冻天气过程影响，特别是1月22日至1月28日，出现大范围强降温、强降雪天气过程，是入冬以来影响范围最广、持续时间最长、影响最重的强冷空气过程。虽然这次冷空气过程的强度弱于造成2008年初的那次冰冻雨雪灾害过程，但我国中东部大部分地区普遍出现强降雪天气过程，降雪影响面积达463.6万平方千米，接近全国国土面积的一半。江南北部、江淮、江汉及河南南部等地累计降雪量10～25毫米，湖北东部和中部、湖南东北部、浙江北部、江苏西南部、安徽南部等地甚至超过了25毫米，安徽巢湖、舒城、庐江、马鞍山和江苏宜兴等地积雪深度超过28厘米以上。

　　一半是海水，一半是火焰。如果我们把视野放大到全球就会发现，这个冬季，全球多地也都出现了这种冰火两重天的现象。例如，2018年初，强寒潮袭击北美地区，“炸弹气旋”使美国和加拿大多地低温突破历史极值；与此同时，地处南半球的澳大利亚却经历着酷暑，悉尼气温飙升至47.3℃，创下近80年来最高气温的纪录。分处南北半球的澳大利亚和美国竟出现了近100℃的超级温差。

　　正常还是不正常

　　极端天气气候事件频频出现的背后是全球气候变暖的大趋势。对全球气候观测资料的综合分析表明，2017年，全球地表平均温度比常年值（1981~2010年平均值为14.3℃）偏高0.46℃，较工业化前水平高出约1.1℃，位列2016年和2015年之后，为有完整气象观测记录以来的第三暖年份。虽然2015年、2016年和2017年连续三年是有记录以来的最暖年份，但2015年和2016年的高温均受到超强厄尔尼诺事件影响，而2017年在没有受到厄尔尼诺事件影响的情况下仍然创下最暖年份的记录，2017年也可视为有完整气象观测记录以来最暖的非厄尔尼诺年份。

　　与此同时，全球大气中的主要温室气体浓度也再创新高。世界气象组织2017年发布的《WMO温室气体公报》显示，2016年主要温室气体的全球大气年平均浓度均达到新高，其中二氧化碳达到403.3ppm，甲烷为1853ppb，氧化亚氮为328.9ppb，分别为工业化前（1750年之前）水平的145%、257%和122%。此外，海洋监测数据显示，2017年全球海洋热含量（上层2000米）是有现代观测记录以来的最高值，2017年北极海冰年平均范围为1979年有观测记录以来的第二低值，南极海冰年平均范围创历史新低。

　　全球同此凉热。1901-2017年，我国地表年平均气温也呈显著上升趋势，并伴随明显的年代际波动。1901-2017年，我国地表年平均气温的平均上升速率为0.104℃每十年；1951-2017年，我国地表年平均气温的增温速率达到了0.24℃每十年。近20年是20世纪初以来的最暖时期。2017年，我国地表年平均气温接近历史最高年份（2007年），属异常偏暖年。1901-2017年，北京观象台地表年平均气温上升了1.52℃，高于同时段我国年平均气温的增温幅度。2017年，北京观象台地表平均气温为14.2℃，较常年值偏高1.3℃，为有观测记录以来的最暖年份。

　　全球为何变暖了

　　科学研究证实，人类活动造成的大气中主要温室气体浓度的增加，是造成全球气候变暖的主要原因，并进一步导致全球极端天气气候事件发生的频率、强度、空间范围及持续时间出现改变。

　　此外，全球变暖还会改变大尺度的大气环流格局、海气相互作用、陆气相互作用等，进而影响不同区域极端天气气候事件的发生规律。例如，全球变暖造成的北极海冰加速消融可以通过影响西伯利亚高压改变北半球冬季的大气环流形势，进而导致欧亚大陆和北美大陆中高纬度地区频繁出现极端低温事件。

　　全球变暖也使得海气能量交换增强，海洋也会吸收大气中增加的温室气体进而导致海水升温，由厄尔尼诺引发的极端事件和灾害也会相应增加。统计表明，2017年全球共发生710次各类重大自然灾害事件，比过去十年的平均值（605次）明显偏多。全球自然灾害的经济损失为1980年以来的第二严重年份（略低于2011年），其中气象相关灾害所造成的损失占自然灾害经济损失总量的93%，是自1980年以来全球气象相关灾害损失最大的年份。2017年，飓风、洪涝、干旱、寒潮等气象灾害对美国造成的经济损失创历史记录，飓风“哈维”和“玛丽亚”对美国造成的经济损失仅次于2005年的“卡特里娜”飓风。

　　人类活动也是我国快速增温、极端事件频发的主要原因。

　　在全球变暖的背景下，1951年以来，我国平均温度和极端温度都呈显著升高和增强的趋势，极端高温呈现出强度更强、出现更加频繁、持续时间更长的特点。对我国平均温度和极端温度变化的分析表明：以温室气体排放为主要特征的人类活动是引起我国平均温度和极端温度变化的最重要影响因子；人类活动也是造成我国区域变暖速度高于全球陆地平均变暖速度的主要原因；人类活动极大地增加了极端高温事件的发生概率，例如，人类活动使类似于我国东南地区2013年夏季出现的持续极端高温热浪天气发生的可能性增加了60倍以上。在气候变暖的背景下，我国极端强降水事件也呈现出明显增加的趋势，且降水时间越来越短，强度越来越强，大城市百年一遇小时降水量重现期显著缩短，城市内涝风险增大。影响我国的登陆台风强度也在增强，登陆比例增加。与近5年相比，虽然2017年我国干旱、台风和强对流等灾害影响偏轻，但暴雨洪涝损失偏重，汛期长江中下游发生了区域性大洪水。

　　“人类世”来临

　　气候模式的预估结果表明，如果不控制人为温室气体的排放，未来全球地表平均温度将继续升高，全球范围内极端高温事件的出现频率、强度和持续时间都将显著增加；到21世纪末，陆地区域高温热浪事件的发生概率将是现在的5~10倍，极端强降水事件的发生频率在全球的大部分地区也将增加。研究显示，无论在怎样的温室气体排放情景下，未来我国夏季极端高温事件的出现概率都会大大增加，到2024年，至少有50%的夏季可能出现长时间的高温热浪过程。

　　按照当前的人为增暖速率，如果人类社会不采取积极行动减少温室气体排放，到本世纪40年代，全球地表平均温度将比工业化前高出1.5℃，高温、洪涝、干旱等灾害风险加剧，极端天气气候灾害将趋多及趋强，必然会对自然环境和人类社会系统带来严重影响。

　　人类活动不仅显著地改变了全球大气环境，也极大地改变了其他地球环境的变化。2000年，荷兰大气化学家保罗·克鲁岑提出了“人类世”的概念。这位曾于1995年获得诺贝尔化学奖的专家指出，自18 世纪中叶的工业化革命以来，特别是20世纪中叶以来，随着世界人口的迅速增长和经济社会的快速发展，人类活动已成为影响地球环境演化的重要力量，地球环境演化已经进入了一个新时代，这就是“人类世”。

　　在工业化革命以前，地球环境演化主要受到自然因素的影响，如天文因素、地质因素、地球系统的内部变率等，但工业化革命之后，特别是20世纪中叶以来，人类活动已成为影响地球环境变化的主要因素，其他的自然因素与人类活动的作用相比，影响力已经非常微小。例如，前文指出，2016年全球大气二氧化碳的年平均浓度已达到403.3ppm，比工业化前（1750年之前）的水平增加了45%。二氧化碳是影响气候变化的最重要的温室气体，过去80万年在全球大气中的年平均浓度基本上在180~280ppm之间波动，到18世纪末年，平均浓度超过280ppm，到19世纪末，平均浓度超过295ppm。1896年，一位瑞典科学家首次计算了大气中二氧化碳浓度加倍对全球地表温度变化的影响。计算结果表明，全球大气中二氧化碳浓度加倍将会造成五六摄氏度左右的变暖。不过，这位瑞典科学家也指出，按照当时全球大气二氧化碳浓度的增加速率，大气中二氧化碳浓度加倍需要3000年的时间，相当于每十年只造成不到0.02℃的增暖。近百年以来，全球大气二氧化碳浓度的增加速率已远远超过19世纪末瑞典科学家的估计，20世纪中叶以来全球变暖的速率已达到0.2℃每十年，与科学家的估计产生了量级上的巨大差别。联合国政府间气候变化专门委员会发布的第五次气候变化评估报告明确指出，2011年人类活动已经对地球气候系统造成了2.3瓦每平方米的辐射强迫，相当于在地球表面每平方米的面积上都放置一个功率为2.3瓦的灯泡对气候系统进行加热，而同期太阳活动造成的辐射强迫只有0.05瓦每平方米，仅为人类活动作用的2%。

　　让气候变化慢下来

　　令人欣慰的是，国际社会已经认识到应对气候变化问题的紧迫性。

　　2015年12月，联合国巴黎气候变化大会达成了具有里程碑意义的《巴黎协定》，向全世界展示了国际社会合作应对气候变化的信心。全球应对气候变化的行动也促进了世界范围内经济发展方式向可持续发展和低碳发展的转型，既保障经济持续增长，又减少温室气体的排放，实现经济发展与脱碳的双赢，走上气候适宜型的绿色低碳发展道路。

　　党的十九大报告指出，过去五年，我国在全球生态文明建设方面做出了重要贡献，积极引导应对气候变化国际合作，未来将加快推进绿色发展，倡导绿色低碳的生活方式，落实减排承诺，与各方合作应对气候变化，保护好人类赖以生存的地球家园，构建人类命运共同体。

　　积极应对气候变化功在当代、利在千秋，坚持人与自然和谐共生，实现人与自然的和谐发展，一个更加低碳、绿色的中国将渐行渐近。

　　北京今冬为何无雪

　　刚刚过去的2017年冬季（2017年12月1日至2018年2月28日），北京几乎就没有下雪。在北京有现代气象观测记录以来，算是头次出现，造成这种情况的原因有二：一是空气过于干燥，二是缺乏促使空气抬升的天气系统。北京的这种情况是一个历史极值，这种现象当然很不正常；不过，假如把它放到更大的尺度上来看，又是正常的。

　　我国地处典型的季风区域，季风的最大特点即为降雨量的季节分布不均。以北京为例，降雨主要出现在7月和8月，可占全年总降水量的80%，其他月份降雨量非常少，一般而言，冬季的3个月平均降水量不超过10毫米，仅占全年总降水量的2%左右。这意味着，在雨季，降水以暴雨形式出现，动辄出现洪涝；而在其他季节，则长期缺水，动辄出现干旱。

　　如果把北京与同纬度的纽约相比，这种对比就非常清楚，纽约年降水量是北京的两倍，并且在各个月份基本平均分布，平均每个月都有100毫米左右的降水，所以不容易出现长时间的极端干旱和极端洪涝现象。

　　北京的气候有几个关键词：半干旱、季风、大陆性气候。其中，“半”是一个核心要素：水资源紧缺，只够养活一半人口；有半年时间几乎没有降水。在自然状态下，这种气候应该主要适合采集和迁徙类物种生存。在这个气候基础上发展起来的超级大城市和大工业，就得讲究资源的高效使用；要想走向现代化，节能和资源的利用率必须走在全世界最前面才可以。

　　当然，不下雪也有不下雪的好处，最大的好处就是“温暖”，免受暴风雪侵扰。事实上，天气过程更复杂一些，气候变化只是提供一个背景，每次天气过程有其发生发展的规律；不过，有一点是肯定的，那就是，随着全球变暖，极端天气出现的频次会随之增加。

　　□黄磊

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……