你們那裏,下暴雨了嗎?
暴雨預警,幾乎已經成為夏季生活的常態。極端強降雨、雷暴大風或冰雹等強對流天氣、幾十年來最強降水……這些辭彙近期頻繁出現在手機彈窗上。
不止國內,全球範圍內,強降雨頻率都在增加。
7月底,由於突如其來的暴雨,洪水淹沒了印度首都新德裏,一周內,至少有11人死於降雨和洪水,其中4人在地下通道中被淹死。7月剛過半的時候,暴雨和洪水就已造成南亞地區200多人死亡,數百萬人流離失所。
暴雨還考驗著基礎設施。印度比哈爾邦數十座橋樑被沖走,新德里機場部分屋頂倒塌,這是印度超級繁忙的機場之一。
據印度熱帶氣象研究所的科學家羅克西•科爾的研究,自1950年以來,印度極端降雨事件增加了兩倍。「更多極端降雨事件和長時間的乾旱將成為新的現實。」
更暖的星球,更猛的雨
降雨越來越猛烈,和地球上的水正以更快速度上天有關。
「氣候變暖令全球水迴圈增強。」7月26日,中國科學院大氣物理研究所張文霞等人與英國氣象局學者合作進行的一項研究發現,自20世紀以來,全球約75%的陸地降水變率已增強。
降水變率的增強意味著隨時間推移,降雨分佈更加不均勻,「幾天下完一年的雨」變得越來越常見。
這是簡單的物理學原理:更高的溫度導致更多水從土壤、植物、海洋和水道蒸發,變成水蒸氣。天空也因此有更多水分可以凝結成雨滴。
把雨想像成地球的汗水。溫度升高時,身體裏的水分蒸發,會帶走熱量。同樣,從陸地和海洋蒸發的水分也會帶基地表熱量。這種冷卻作用約占地球表面散熱總量的一半。
但是,溫室氣體就像一條毯子,使地球更難將熱量散發到太空中。溫室氣體越多,毯子越厚,溫度越高。作為回應,地球只能蒸發更多水分進行冷卻。
「這是一個基本的能量平衡問題。」芝加哥大學研究氣候變化對降水影響的大氣科學家利茲•莫耶說,「任何上升的東西都必須下降,這意味著我們也會得到更多雨水。」
根據相關研究,氣溫每升高1攝氏度,空氣中含水量就會增加6%到7%。
看似不高,但在複雜的氣象系統中卻是牽一發動全身。
加拿大環境與氣候變化研究所科學家梅根•楊表示,曽經平均一百年才遇到一次的強風暴,現在平均每20年就發生一次。如果全球氣溫比工業化前升高2攝氏度(目前為1.45攝氏度),這些風暴將每5年發生一次。
更糟糕的是,雨下得太多、太快,一日之內降下整個月、乃至整年降水量,土壤根本來不及吸收。雨水沒有足夠時間滲入地下,就會形成局部洪水。雨水還會將沉積物、化學物質、重金屬和垃圾裹挾而去,最終流入水道,污染人類次用水和生態系統的水質。
人類絕大部分城市的基礎設施,根本無法應對越來越大的城市洪水,哪怕是新建城市的排水系統。
對北美和歐洲一些國家來說,該問題尤為棘手。這些國家的許多關鍵水利基礎設施,包括水壩、下水道和廢水處理系統,正在老化或接近其設計壽命,遭遇極端降水時更容易力不從心。
城市,更危險?
面對極端降水影響,哪些人和地區會首當其沖?
答案出乎意料,由於大城市可以創造自己的小氣候,所以更可能放大降水的極端程度。換言之,城市越大,雨越大。
這對人類來說絕對算不上好消息。按照目前城市化速度,到2050年,全球三分之二以上的人口將居住在城市地區。
2022年,由美國國家大氣研究中心資深研究員陳飛領銜的科研團隊,運用髙解析度電腦建模技術,模擬了世界上兩個特大城市在氣候變暖情況下每小時的降雨量,一個是位於熱帶的新加坡,一個是日本的東京。結果表明,這兩個地方的極端降雨都將變得更加強烈和頻繁,中緯度地區城市面臨的風險似乎尤其高。
氣象學家早就知道城市和降水之間有著複雜關系。
20世紀60年代,科學家發現美國印第安那州西北部一個小鎮降水趨勢持續數十年在增加。他們認為這與其附近大城市芝加哥的工業活動有關。此後一系列研究表明,包括紐約和休士頓在內的美國某些城市,夏季降水量也在顯著增加。
據陳飛等人計算,到本世紀末,新加坡遭遇強降雨(每小時降雨量達到或超過30毫米)的頻率將增加約50%。東京更慘,會增加整整兩倍。
「這些研究對城市設計具有重要意義,」陳飛說,畢竟,在過去150年裏,城市規劃者們從未預料到這個問題,「短時間內會有如此巨大的降雨量傾瀉而下。」
(亦博/文)
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