在異常激烈的熱浪，傾盆大雨或乾旱之後，Noah Diffenbaugh及其研究小組不可避免地接到電話和電子郵件，詢問人為引起的氣候變化是否起了作用。

新的框架將幫助他們做出回應。

斯坦福大學地球、能源與環境科學學院地球系統科學教授迪芬鮑說：“公眾和試圖就如何管理氣候變化風險做出決策的人們提出了這個問題。”

“獲得準確的答案對於從農業到保險費、國際供應鏈到基礎設施規劃的各個方面都很重要。”

過去，科學家通常避免將個別天氣事件與氣候變化聯繫起來，理由是區分人類影響與天氣自然變化的挑戰。 但這種情況正在改變。

“在過去的十年裡，研究呈爆炸式增長，以至於我們在重大事件發生後的幾週內就看到了結果，”迪芬鮑說，他也是斯​​坦福伍茲環境研究所的高級研究員。

四個步驟

在一項新研究中，發表在 訴訟中的國家科學院院士迪芬鮑及其同事概述了一個四步“框架”，用於測試全球變暖是否導致了創紀錄的天氣事件。 這篇新論文是氣候科學新興領域“極端事件歸因”的最新論文，該領域將氣候觀測的統計分析與日益強大的計算機模型相結合，以研究氣候變化對個別極端天氣事件的影響。

“我們的做法非常保守。 這就像我們法律體系中的無罪推定……”

為了避免將某一事件不適當地歸因於氣候變化，作者首先假設全球變暖沒有發揮任何作用，然後使用統計分析來測試該假設是否有效。 “我們的方法非常保守，”迪芬鮑說。 “這就像我們法律體系中的無罪推定：默認情況下，天氣事件只是運氣不好，需要非常高的舉證責任才能將責任歸咎於全球變暖。”

作者將他們的框架應用於世界不同地區發生的最熱、最潮濕和最乾燥的事件。 他們發現，人類排放溫室氣體導致的全球變暖增加了全球 80% 以上可觀測區域發生最熱事件的機率。

“我們的研究結果表明，世界尚未達到每一個創紀錄的熱點事件都有可檢測到的人類指紋的地步，但我們已經接近了，”迪芬博說。

對於最乾燥和最潮濕的事件，作者發現人類對大氣的影響增加了大約一半具有可靠觀測的區域的機率。

“降水本質上比溫度更嘈雜，因此我們預計信號不太清晰，”迪芬博說。 “我們看到的最明顯的信號之一是熱帶地區發生極端乾旱事件的可能性增加。 這也是我們看到持續熱點事件發生可能性最大的地方——這兩種情況給脆弱的社區和生態系統帶來了真正的風險。”

研究團隊近年來一直在開發極端事件框架，重點關注個別事件，例如2012-2017年加州乾旱和2013年XNUMX月印度北部災難性洪水。在新研究中，一個主要目標是測試極端事件框架的能力。評估世界多個地區事件的框架，並擴展到極端溫度和降水之外，這是大多數事件歸因研究的重點。

海冰和熱浪

北極海冰就是一個備受矚目的測試案例，過去 40 年夏季海冰減少了約 2012%。 當團隊成員將他們的框架應用於 2012 年 XNUMX 月觀察到的北極海冰覆蓋創紀錄低點時，他們發現了壓倒性的統計證據，表明全球變暖導致了 XNUMX 年海冰測量的嚴重性和概率。

迪芬博說：“北極的趨勢非常陡峭，我們的研究結果表明，如果沒有全球變暖，北極海冰面積極不可能達到歷史最低水平。”

研究小組表示，多管齊下的方法的另一個優點是，它不僅可以用來研究地表的天氣狀況，還可以用來研究導致罕見事件的氣象“因素”。

“例如，我們發現近幾十年來，2010 年熱浪期間俄羅斯上空出現的大氣壓力模式變得更有可能，而全球變暖也加劇了這種可能性，”共同作者、西北大學助理教授丹尼爾·霍頓 (Daniel Horton) 說道。迪芬堡實驗室的前博士後，領導了大氣壓力模式對地表極端溫度影響的研究。 “如果某種成分的可能性正在發生變化——比如導致熱浪的壓力模式——那就會影響極端事件的發生。”

迪芬博認為，未來幾年對嚴格、定量的事件歸因的需求將不斷增長。 “當你查看歷史數據時，毫無疑問，全球變暖正在發生，而且世界許多地區的極端情況正在加劇，”他說。 “人們做出的很多決定（短期和長期）都取決於天氣，因此他們想知道全球變暖是否會使破紀錄的事件更有可能發生是有道理的。 作為科學家，我們希望確保他們在做出決定時擁有準確、客觀、透明的信息。”

美國國家科學基金會、能源部、美國國立衛生研究院和斯坦福大學資助了這項工作。

資源： 斯坦福大學

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