对气候数据的新看法显示未来雨雪天气明显变湿

支撑即将到来的国家气候评估的一个重要信息来源表明，人在历史上百年一遇的强降水日可能在未来一生中会经历多次。

加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所和能源部劳伦斯伯克利国家实验室 (Berkeley Lab) 的科学家报告说，到本世纪末，极端强烈的降雨或降雪天气将比之前想象的更加频繁——多达一次在太平洋西北部和东南部每 30 或 40 年发生一次。

结论来自对 30 TB 数据集的分析，该数据集模拟温度和降水量，其尺度大致相当于城市邮政编码的大小：6 公里(3.9 英里)。研究人员开发了称为本地化构造类比版本 2 (LOCA2) 的数据集，以提供对当地规划人员有用的气候信息。相比之下，大多数现有的先进气候模型都着眼于 50 至 250 公里(30 至 400 英里)范围内的区域。

“有了这个数据集，我们能够以极其精细的水平观察实际天气模式变化的影响，”伯克利实验室的科学家兼该项目的首席研究员丹·费尔德曼说。“我们看到未来可能会发生更多的极端天气——通过观察实际的天气模式，我们表明极端降水的变化实际上将比之前估计的更加极端。土地使用管理者和规划者应该预料到更多的极端情况，但位置很重要。”

LOCA2 数据集更新了 2016 年在全球变化研究计划于 2018 年发布的第四次全国气候评估 (NCA) 之前进行的类似分析。NCA 旨在协助政府规划、缓解和适应将影响该国的气候变化。第五份 NCA 预计将于今年晚些时候发布。

LOCA2 预测覆盖本土 48 个州、加拿大南部和墨西哥北部。该数据集借鉴了 70 多年的天气数据，并结合了耦合模型相互比较项目 (CMIP6) 中的 27 个更新气候模型，这是模拟气候的国际努力的最新迭代，其中包括自然系统的“耦合”，例如海洋和大气，以了解它们将如何在气候变化时协同行动。

Scripps 的科学家 David Pierce 说：“我们花了很多努力来改善极端潮湿天气的表现，这对于了解洪水的可能性以及农业、商业和住宅用水的可用性都很重要。”海洋学和 LOCA 和 LOCA2 的开发者。

LOCA2 气候预测可提供到本世纪末直至每日水平，并适用于三种不同的温室气体排放情景，称为 SSP，或共享社会经济路径。这三种情景分别是略低于当前水平的中等排放水平 (SSP 245)、中高水平 (SSP 370) 和高水平，其中排放量大幅增加 (SSP 585)。该数据集免费提供给规划者和决策者使用。

该预测强化了气候科学家长期以来的预测：在全球变暖的情况下，未来的天气事件将变得更加极端。LOCA2 发现，北美大部分地区降雨和降雪量最大的日子可能会释放比现在多 20% 到 30% 的水分。大部分增加的降水将发生在冬季，可能会加剧中西部上游和西海岸等地区的洪水。

“大局很清楚：天气越来越暖和，越来越湿润，”费尔德曼说。“这项研究将更大的图景转化为更实用的基础设施和运营规划数据。通过更详细地了解当地影响，我们可以帮助当地官员做出更明智的决定，例如机场跑道要多长、建造建筑物或桥梁需要多少弹性，或者在哪里种植庄稼或涵洞。”

改进后的 LOCA2 数据集是通过更好地识别和保存过去的极端天气事件、训练模型以更准确地反映未来模拟中的极端事件而创建的。

“我们付出了巨大的人力和计算机时间努力，不仅是为了产生一堆数字，而且是为了产生相关且有用的本地预测，”费尔德曼说。“我们通过认识到热浪和风暴是如何在地方层面发生和将要发生的，并将它们向前预测来做到这一点。”

季节性和区域性预测

虽然地方层面的数据有所不同，但研究人员发现本世纪末 LOCA2 覆盖的地区存在重大趋势。

在大多数季节中，北美大部分地区的降水天数大致相同或更少，轻度和中等降水天数大致相同或更少，而降水天数大幅增加最极端的降水(前 1% 和 0.1% 的风暴)。

“人们将更容易受到真正罕见和最极端事件的影响，因为这些事件的增加幅度最大，”皮尔斯说，他是发表在《水文气象学杂志》上的极端降水论文的主要作者。“你预计在五年、50 年或 500 年内看到的最潮湿的一天——这些极端事件将变得更加潮湿，这是一个非常大的问题，因为它会对洪水和径流产生影响。”

加拿大南部和大部分地区将看到主要发生在冬季的极端降水日数增加。降水最多的日子将增加 20-30%，具体取决于排放情况和风暴的极端程度。

亚利桑那州、新墨西哥州和墨西哥北部预计主要发生在秋季的极端降水日数会增加。降水量最多的日子会增加 10-30%，具体取决于排放情景以及风暴的极端程度。虽然该地区整体变得更加干燥，但极端降水事件的天数仍在增加，这意味着降水通常会在更大的风暴中发生。