极端天气气候事件频发，人类活动贡献几何？ | NSR综述
2021年7月，河南特大暴雨；2020年6月，长江流域持续性暴雨；2013年夏季，中国东部大范围高温热浪……近年来，极端天气气候事件频繁发生，对社会经济产生了重大影响。
人们不禁要问，为什么会有越来越多的破纪录高温、暴雨等极端事件？这些变化是否与温室气体排放等人类活动有关？
暴雨、高温……极端天气气候事件越来越多
近年来，国家气候中心气候变化检测归因团队致力于研究人类活动对中国快速变暖和重大极端事件发生的影响，建立了人类活动和中国区域气候变化之间的联系。为回顾和总结中国科学家在该领域取得的研究进展，展望未来的研究方向，该团队对温室气体排放等人类活动对中国气候的影响进行了全面综述，相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）,第一作者和通讯作者为孙颖研究员，合作作者包括张学斌教授、丁一汇研究员、陈德亮教授、秦大河研究员、翟盘茂研究员。
中国在变暖：温室气体和城市化是重要原因
应用气候模式和数理统计方法，可以将温室气体、气溶胶等外强迫和城市热岛效应与观测到的气温变化联系起来，寻找人类活动在中国变暖中的指纹。可以发现，包含温室气体和气溶胶在内的人类活动是引起中国变暖的主要贡献因子，其中二氧化碳等温室气体排放起到增温作用，而气溶胶主要起到冷却作用。同时，中国城市化引起的热岛效应也贡献了大约三分之一的增暖。温室气体排放对中国增暖的贡献和全球其他陆地区域相近，城市热岛效应加剧了这一影响。在城市地区，需要更多的适应措施来应对不同因子的多重变暖。
随着平均气温的升高，在中国大多数地区，极端高温天气变得更加强烈和频繁，持续的时间也更长；而极端寒冷天气已经变得不那么强烈和频繁，持续时间比以前更短。植物生长季长度增加，霜冻日数和结冰日数减少。目前的研究表明，通过寻找人类活动指纹的方法，也可以在这些变化中找到人类活动影响的信号，温室气体等排放是引起这些极端温度指标变化的首要影响因子。
高温热浪频发：人为影响是首要因素
通过概率分析的方法，可以比较这些事件在有人类活动和没有人类活动的情况下的概率变化，以此了解人类活动对极端高温的影响。使用这些研究方法，现有的气候模式一致表明，人类活动已经大幅增加了中国发生高温事件的可能性。即使考虑大气环流、海表温度和城市化的影响等不同因素，人为强迫也是引起高温频繁发生的首要影响因子。
一个典型的例子是2013年夏季中国东部发生的破纪录高温热浪。这次事件中，日最高气温超过35℃以上的天气持续了近一个月，影响了九个省5亿多人口，造成了巨大的经济损失和社会影响。概率分析表明，温室气体等人为排放是中国东部夏季极端高温事件出现频率增加的主要原因。人类活动使得类似2013年夏季这样长时间热浪的发生概率有了很大的增长。在未来，无论在怎样的排放情境假设下，这样的夏季极端高温事件出现概率都会大大增加。未来十年，至少有一半以上的夏季会像2013年一样热。
强降水事件：人为影响有迹可循
对近年发生的一些强降水事件的研究支持了这样的结论。对于2017年华南地区发生的强降水事件，通过气候模式的结果比对发现，人类活动使得类似的强降水发生概率增加了二倍。其他的一些研究也发现，人类活动使得中国部分地区的强降水，如最大1日或者5日极端降水发生概率增加。总体来看，虽然人类活动对强降水的影响仍有很大的不确定性，如环流变化的影响，但水汽的增加使得强降水发生的概率增加，强度加强。
气候变化归因在国内仍然是一个新兴的学科，未来还有很多的工作要做。全球范围极端事件的频发，尤其是今年北美的异常高温、中国的超级暴雨等，给这个学科提出了新的挑战，应对气候变化道远且长。