天气波动 101
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2024-10-02 08:30
日本
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编译：Ted
天气波动是指气温变化、极端高温、强降水和风暴等天气事件的频率、强度和变化程度。虽然气候变化对平均气温和降雨的影响现已得到充分证实，但了解气候变化如何影响极端天气则更具挑战性。天气变化多端不仅是气象问题，还是一个深刻的经济和社会问题。2021 年的一项研究发现：风暴事件更频繁和更严重加剧破坏多个国家的农业、基础设施和整体经济稳定。根据最近的一项研究估计，气温变化使碳的平均社会成本（即排放一吨二氧化碳造成的经济损失估计值）增加了 6.5%，达到每吨 307 美元。
随着气候变化加剧，美国每年热浪的频率和强度显著增加。全美热浪次数从 1981-1986 年的平均 13.22 次增加到 2016-2020 年的 27.30 次，翻了一番。总体来讲，热浪次数最多的县从美国中部和中西部向南转移到墨西哥湾沿岸各州。
热浪数量增幅最高的三个县——哈迪县、高地县和奥西奥拉县，均位于佛罗里达州。与 1981-1986 年期间相比，哈迪县在 2016-2020 年期间平均每年经历的热浪次数增加了 57 次，从 10 次增加到 67 次。同样，高地县和奥西奥拉县也出现了大幅增长，近期热浪次数均增加了 51 次。城市热岛效应进一步加剧了城市极端温度的上升，其中人为环境（以混凝土、沥青和其他吸热材料为特征）与周边农村地区相比温度显著升高。建筑环境吸收的过量热量可使夜间温度升高 2° 至 5°F，人口密集的城市中心温度升高 15° 至 20°F。适应极端高温至关重要，包括投资城市绿地、改变建筑材料、建立社区降温中心以及采取各种方法来降低人类的脆弱性，因为研究表明，高温造成的死亡人数比美国洪水、飓风和龙卷风造成的死亡人数总和还要多。气候变化对降水的影响因地而异。但从全球范围来讲，年平均降水量正在上升。2021 年的一篇论文发现，随着地表气温上升，水文循环加剧，导致全球平均降水量每升温 1.8°F 就会增加 1% 至 3%。
降水极端值可以用不同的方式测量。一种衡量标准是一年中有限天数内发生的年降雨量份额。加利福尼亚州、亚利桑那州和德克萨斯州在大多数年份的极端单日降水总量最高，而西弗吉尼亚州、佛蒙特州和纽约州的极端降水总量最低。例如，2016 年，加利福尼亚州极端降雨日占全年降雨量的 30.97%。相比之下，西弗吉尼亚州极端降雨日仅占 15.72%。干旱气候州的降雨量总体上少于温带州。因此，在干旱季节较长的州，极端单日降水日占全年总量的比例更大。图中黑线显示了全国平均水平，约为 20%，但在过去 40 年来，美国整体极端降水量平均每年增加约 5.1%。
短期极端降水可能引发山洪暴发。作者预估，降水变化占 1988-2017 年美国累计洪水损失的 36%（730 亿美元，约合每人 220 美元）。此外，虽然年降雨量增加最初可能会促进一个国家的经济增长，但过高或不稳定的降雨量与经济衰退有关。雨天增加和极端降雨事件对高收入地区的经济损失尤其严重，对制造业和服务业等行业的影响最大。美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 跟踪美国每年发生的重大天气灾害及其相关成本。其中包括干旱、洪水、山火、飓风、暴风雪和其他严重风暴。下图显示了自 1980 年以来每年造成数十亿美元损失的灾害数量。天气灾害的数量从 1980 年代的平均不到五起增加一倍，到 2008 年增加到十多起，然后在 2020 年代再次翻了一番。恶劣天气事件的增加造成了更严重的灾害损失和更高的恢复成本。
下图显示了 1980 年至 2023 年期间每年按 2024 美元计算的通货膨胀调整后的灾害总成本。2005 年和 2017 年的峰值分别对应于飓风卡特里娜（和丽塔）以及飓风哈维、伊尔玛和玛丽亚的年份（这是迄今为止历史上最具破坏性的飓风季节，估计损失接近 4000 亿美元，约合每人 1,200 美元）。这些成本并不是平均承担的，因为某些地区更容易受到不同类型的天气灾害的影响。西南部各州更容易发生干旱，墨西哥湾沿岸各州最容易受到飓风的影响，而飓风是经济损失最高的灾害类型。
应对气候变化影响的政策需要理解极端天气，而不仅仅是平均温度和降水平均值的变化。土地使用和基础设施投资不仅需要规划“尾部风险”——低概率、大影响事件，还需要更好地了解绿色基础设施（生物过滤带、雨水花园、透水路面和一系列其他基于自然的解决方案）在适应极端天气方面的作用。最后，要更好地了解如何适应缓慢变化的平均值——例如，预计未来几十年平均气温会更高——以及极端天气的增加。
