3月底以來，江西省頻繁遭遇強對流天氣，局地大風超過12級，造成南昌縣居民被大風吹落墜樓，高溫高濕環境增加了江西強對流天氣的發生概率。4月起，廣州開始部署應對極端天氣的人員轉移工作，22日至23日，粵西和珠江三角洲大部分市縣經歷大雨到暴雨，廣州多區刷新了4月降雨量歷史紀錄。
“放在全局背景下看這些極端天氣，就能夠理解全球變暖的威力。”中國科學院大氣物理研究所季風系統研究中心副主任魏科在接受界面智庫采訪時說。
4月16日，阿聯酋人口最多的城市迪拜遭遇暴雨，24小時的降雨量相當于過往兩年。阿聯酋國家氣象中心確認，該國經歷了1949年有記錄以來的最強降雨。氣候學家分析，全球變暖使得大氣層像海綿般吸收了更多水分，以更極端的暴雨形式釋放。
甚至北京地區柳絮飄揚帶來的氯雷他定購買需求，也和全球變暖有關。3月23日，北京花粉濃度達到7792粒/千平方毫米的高峰，是花粉濃度“很高”等級標準（800粒/千平方毫米）的近10倍。北京大學環境健康微信公眾號撰文稱，科學研究人員觀察到，過去幾十年來，氣候變化可能導致花粉產量增加，或增強其致敏性。大氣中二氧化碳水平的升高使得過敏原植物生長更快、生長期更長；另一方面，極端天氣事件、空氣污染都會加劇花粉對過敏人群的影響。
魏科表示，如果不出意外，今年全年的氣溫有可能打破2023年的紀錄，成為有記錄以來全球最暖的一年。從趨勢看，今年的1、2、3月氣溫都打破了歷史紀錄，雖然科學家們預測，去年延續至今的厄爾尼諾現象可能在4、5月份結束，但魏科認為，由于存在春季預報障礙，在4、5月份之后的氣候走勢還有不確定性。
今年厄爾尼諾是否會結束？拉尼娜如果到來會有什么影響？全球變暖是否在打破溫鹽環流給地球氣候帶來重大改變？我國的氣象預警技術未來將如何發展，幫助我們提前應對極端天氣的到來？就氣候變化帶來的極端天氣以及未來應對方案，界面智庫最近專訪了魏科。魏科主要研究平流層-對流層相互作用、東亞季風、極端氣候災害，最近也在關注人工智能在氣象預報中的應用，以及地球工程的風險。
以下為采訪內容，編輯時有刪減：
界面智庫：開春以來全球極端天氣頻發，包括迪拜、四川、廣東的暴雨，江西南昌的強對流天氣，如何理解極端天氣事件頻繁出現？
魏科：迪拜最大暴雨應該是24小時內降雨量達到254毫米，可能超過迪拜兩年的降雨量，對于熱帶沙漠地區，確實是非常極端的氣候。最近南方暴雨確實也很多，除了四川和廣東，全球其他地方的暴雨也很多，比如新西蘭南島遭遇強降雨，另外一些地區則在經歷更嚴重的干旱。放在全局背景下看這些極端天氣，就能夠理解全球變暖的威力。
我們講了很多年全球變暖，一個最重要的特點就是會讓極端天氣越來越頻發。
界面智庫：歐洲氣候監測機構哥白尼氣候變化服務局發布公報，今年1、2、3月，都是全球有記錄以來最熱的月份，同時海面溫度也創新高。這意味著什么？2023年已經是有史以來最暖的一年，今年還會創紀錄嗎？
魏科：哥白尼氣候變化服務局時刻在監測全球氣候的走勢，今年1月到3月，延續了去年的變化特征，從去年4-5月份開始，全球的溫度、海表的溫度升高，以及南極海冰的面積減小，這三項指標都大幅度超過歷史同期。這一方面是全球變暖的影響，另一方面是因為從去年開始，發生了厄爾尼諾現象（指太平洋東部和中部的熱帶海洋海水溫度異常升溫），兩者相互疊加，確實對全球的溫度起到火上澆油的效果。
從目前的走勢來看，今年很可能會再創紀錄，因為從去年4月份才開始出現全球溫度超過歷史溫度，而今年一開春溫度就開始創紀錄。1、2、3月份溫度都非常高。唯一不確定的就是赤道東太平洋的厄爾尼諾今年有可能會結束，而厄爾尼諾結束后海表溫度是回歸正常還是變成拉尼娜現象，還有不確定性。
厄爾尼諾的預測有春季預報障礙，目前學界的預測不是很一致，要在春天過后，海表溫度的走勢才能明朗起來。春季是不同走向的分岔路口，各種趨勢都不太明朗。春季預測是海文預測中非常難的任務。
今年1-3月份的破歷史高溫，是去年厄爾尼諾現象的延續，按照之前的預測，厄爾尼諾到今年4、5月份基本會結束，而結束之后的走向對于今年整體的溫度來說就非常重要，決定了今年是否會是史上最暖一年，超越2023年。目前這個可能性是很大的。
界面智庫：中國氣象局預測夏季可能進入拉尼娜狀態，拉尼娜到來會對我國今年的氣候有什么影響？
魏科：從全球來說，拉尼娜到來會讓全球溫度的增暖趨勢得到短期的抑制，那2024年全球的溫度可能不是史上第一就是第二。對于我們國家來說，拉尼娜帶來的影響，按照之前的統計規律，會使冬天稍微偏冷一些。我們經常說拉尼娜到來之后冷冬現象會比較多，但這兩者并不是一一對應的關系，是弱相關關系。如果出現拉尼娜，主要是對今年冬季和明年的影響，對今年夏天的影響不是很明顯。
在過往的氣候記錄里，在厄爾尼諾之后是否會迎來拉尼娜，不確定性比較大。有三種發展方向：厄爾尼諾后變成拉尼娜，厄爾尼諾后變成中性，以及厄爾尼諾持續發展。三種情況彼此之間的概率差不是特別大，厄爾尼諾轉成拉尼娜的概率稍微高一點。
但厄爾尼諾和拉尼娜兩者帶來的影響并沒有說誰更好些，它們的到來都會對全球氣候造成影響，導致風調雨順的概率減少。并且，拉尼娜也不會改變全球氣候升溫帶來極端天氣頻繁的情況。
界面智庫：有研究稱，大西洋溫鹽環流（AMOC）正接近臨界點，而這個臨界點一旦被突破，將使地球進入冰河世紀。您怎么看這種說法，以及AMOC突破臨界點的可能性？全球變暖在如何威脅經向溫鹽環流？
魏科：首先，哪怕大西洋的溫鹽環流中斷，也不會帶來冰河時代，這是很明確的。因為溫鹽環流最主要是給北大西洋和北美地區帶來較多熱量，讓這些地區比我們國家同緯度地區溫暖得多，呈現出海洋氣候。如果溫鹽環流中斷，帶來的影響主要在北美和歐洲降溫幅度比較大，對全球氣候的影響不會特別大。
第二，關于溫鹽環流中斷的預測，至少在2021年之前，學界認為至少要到本世紀末才會發生，并且很有可能溫鹽環流不會減弱到要中斷的程度。但是從去年到今年，開始有幾篇比較重要的研究認為，溫鹽環流可能在2050年前發生中斷。
當然，作出前一個預測時大家用的是間接指標如海洋溫度來衡量環流，不確定性比較大。今年的研究，直接用到洋流的分析，確實顯示溫鹽環流有一定程度減弱。
就我個人判斷而言，第一，相比陸地上的氣溫觀測、對海洋里的溫度和鹽度觀測，關于溫鹽環流實際觀測的時間還沒那么長，不超過20年。因此基于觀測記錄的研究會有不確定性，還需要持續監測。但目前的記錄至少說明了一件事，即全球變暖之后，帶來的影響比科學界最初預想的還要快。所以我們在討論氣候變化的時候，可能還需要以比較極端的預測來判斷。
界面智庫：我們現在對氣候變暖帶來極端天氣的研究，是否足以提前預警所有的極端天氣并作出應對？我國極端天氣預警還面臨怎樣的挑戰？
魏科：目前全球的發達國家，以及氣象上比較發達的國家包括我們在內，對尺度范圍較大的極端天氣，預警水平都不錯，一般能提前兩到三天預警一次大的極端天氣的發生。包括迪拜，當地提前一兩天已經作出了預警，判斷會有非常大的暴雨。問題是暴雨的具體落點，什么時候發生在什么地方，到底會下多少，這些事情的預測還有一定難度。另一方面，對于一些突發性的、小范圍的極端天氣，目前預報和預警還是有一定難度，跟人們的需求有一定的距離。
江西的強對流天氣是大范圍的極端天氣，但很難預測最強的對流區域出現在什么時間、什么位置，雨有多大、風有多大。就像天氣預報里經常會說，局部地區有什么天氣變化，只能給出大概的位置。
從一年特定月份和季節來說，極端天氣常態化已經是業界共識。我們國家不同季節、不同月份的災害也是，比如現在這個時間雨帶在華南，屬于華南前汛期，到6月份，雨帶主要在長江流域，梅雨比較多，6月份以后到7月，雨帶主要位于華北地區和東北，就是我們說的七下八上的華北和東北雨季，7月以后南方的臺風天氣會比較多。這是我們國家氣候的常態，在這個常態上，各種天氣會更加極端化。
界面智庫：從您的角度看，我們應對氣候變化的能力這兩年有哪些進展？現在有什么技術工具可以提高極端天氣預警的準確性？
魏科：預警一方面靠的是監測，就是我們熟知的雷達和衛星監測，當然還包括地面監測站。過去這些年，我們國家的衛星和雷達技術確實突飛猛進，在新聞上也能看到風云系列的衛星數量越來越多，精度越來越高。我們國家多個波段的雷達越來越多，所以在監測方面水平越來越高了。除了監測，還有預警和預報。我們國家現在數值天氣預報也有很大的進展，預報的精度越來越高。從以前幾十公里甚至上百公里的精度，提高到50公里、10公里左右，已經非常精確了。對臺風路徑的預測也越來越準確，相信科技的進步會給我們帶來更多更高水平的防災減災工具。
精準度如何實現呢？過去幾十年，天氣預報是一場“靜悄悄的革命”，“靜悄悄”是指在我們所有人眼皮底下發生；“革命”是指它不斷地升級。我們前面提到的監測手段，能保障我們有越來越精確、海量的數據，另外一方面，數值預報的模型一直在發展，超級計算機的進步，讓我們可以運行非常難、運算量非常大的模型，算得更好，提早提交預報的結果。這些都是很大進展。
從去年開始，人工智能天氣預報的發展給我們提供了一種可能性，人工智能在氣象領域的應用，也是一場革命。
數值預報是過去70年我們最重要的預報工具。把大家認可的大氣運動的所有物理規律，用一個非常巨大的數學方程式來表達，把大氣流體動力學的方程式，轉化成計算機的語言、計算機的代碼，稱之為數值預報的模式。用這個數值預報的模式，輸入現在的天氣狀態來往后計算未來24小時、48小時或72小時的天氣。現在人工智能天氣預報不需要這個模式，而是基于歷史數據來訓練出一個模型，可以得到未來的天氣是什么樣的。
人工智能是基于數據的，取決于你給它什么樣的數據，還取決于你怎么去訓練它。人工智能要借鑒數值預報，數值預報也需要借鑒人工智能，最終可能會相互融合并發展。
去年《自然》雜志（Nature）上發了一篇文章是講華為發布的盤古大模型，用來做天氣預報，發布時間比谷歌去年11月在《科學》（Science）雜志上發布的天氣預報AI還要早一點。和國際上相比，我國氣象領域的人工智能應用基本處于同一個階段。
預警方面我覺得最大的挑戰，除了政府部門和氣象部門發預報和預警之外，是公眾在接收預警信號之后的反應。目前我們在防災減災知識的推廣和科學普及方面還不足。比如去年7月北京已經發布暴雨紅色預警了，社區工作者挨家挨戶勸大家離開，也有人覺得沒事，不愿意離開。還有人暴雨天去山里面涉險，對天氣風險和自身安全估計不足。
另外，在增強適應性方面，我們目前所有城市的大部分建筑，是適應以前的標準、以前的氣候。未來氣候逐漸極端化，比如每天每年有30天的高溫天氣，很多天溫度都在40度以上，每隔幾年出現一次像鄭州這樣的特大暴雨（2021年7月），那目前的城市布局和防災減災的措施和標準不見得適應未來，包括水電系統、建筑的防溫隔熱系統，標準都還比較低。城市的建設和規劃需要為適應未來的極端天氣做好準備工作。這當中的工作量非常龐大。
界面智庫：氣候變化對我國農業發展、生物物種生存產生哪些影響？
魏科：這個問題涵蓋好幾個學科領域。農業方面，很多人認為溫度升高之后，我國一些高緯度和高寒地區環境會改善，有利于當地農業發展，但實際上影響比較有限。雖然對有些地方確實有影響，但高寒地區一般是山區，環境比較惡劣，即便溫度升高，對于可耕農田面積擴展仍然非常有限。隨著極端天氣會越來越多，對于我國目前已經有的廣大的農業種植面積，可能會出現更高頻次的極端干旱、極端暴雨，威脅到已有農業。兩相權衡后，總體還是損失更多一些。
另外，農業的發展除了要有適宜的溫度，還需要適量的降水，高寒地區即便溫度上升，降水量不一定能跟得上，也不利于農業的發展。溫度增加后，土壤表面的蒸散發會增加，北方地區的干旱可能加重。所以需要綜合評估影響，而不是只從可種植面積方面來下結論。
生物物種多樣性，也有幾個挑戰。首先，我們國家過去幾年對于物種的保護工作有很大進步，而氣候變化會對很多地方的生物造成影響。比如2021年云南大象離開出走，當時有很多解釋，我們的研究指出，大象出走是因為西雙版納地區發生了非常嚴重的干旱，大象出走是迫不得已。對于其他物種來說，比如大熊貓喜歡比較濕冷的環境，他們的皮毛非常厚，隨著未來溫度升高，大熊貓的生活環境可能變得又濕又熱。還有青藏高原上的物種，比如雪豹，生存環境也面臨挑戰。隨著雪山越來越少，雪豹的生存環境也會越來越有限。所以氣候變化和極端天氣會影響各種動物的生存環境，對于有些動物來說可能是致命性的影響。
另一個需要關注的是，隨著溫度升高，一些熱帶的蟲媒傳染病會向中高緯度擴展，帶來健康威脅。像蚊子攜帶的登革熱病毒等，還有入侵物種可能帶來的嚴重影響。關于冰川融化帶來病毒的說法，目前挖掘出來的一些病毒確實還存有活性，但還沒研究證明哪一種病毒復活會導致在人類中傳播的風險。
界面智庫：關于氣候變化，現在學界比較熱點的研究議題是什么？
魏科：我們一直在呼吁要做好氣候變化減緩工作，減少二氧化碳排放量，用新能源替代傳統能源，用轉型工藝、新工藝來替代傳統工藝。除了減緩，學界近些年開始越來越多地呼吁做好適應工作，應對氣候變化。災害肯定是無法避免，那要做好基礎設施的建設、做好人的教育，防災減災知識的普及等，盡可能減少氣候變化帶來的損失。
我個人最近比較關注的是氣候變化的Plan B，也就是氣候工程（或稱地球工程），通過工程性的方法改造氣候變化。比如在平流層噴入硫酸鹽氣溶膠，模擬火山噴發，在我們上方十公里以外制造一個類似火山灰現象的反射區域；還有向高空撒鹽讓云變得更亮，反射太陽光，或者給地球加面鏡子；還有通過海水霧化，人工造云；或者向海洋里施一些鐵肥，讓海里的浮游植物生長，吸收大氣中更多的二氧化碳；還有簡單粗暴地把地面、屋頂刷白增加反射。
我最近在關注這些方案可能帶來的負面影響。另外，我個人是研究動力學的，所以比較關注，當這種極端天氣像極端暴雨、極端干旱發生時，除了受外界影響，這些氣象是否會自我加強，這點我還在研究。
