Very Wet Day Precipitation (R95p) Projections under 1.5°C, 2°C, and 3°C Global Warming Levels: A CMIP6 Multi-Model Analysis for the Rapti River Basin

降雨并非均匀分布。在世界许多地方，特别是那些依赖季风的地区，全年的总降水量并不如降水的交付方式那样重要。持续一个月的一场细雨能让土壤吸收水分并使河流稳定流动。但当同样数量的水量在几次剧烈的爆发中倾泻而下时，地面无法吸收，结果便是洪水。随着地球变暖，大气层能够容纳更多的水分，物理学定律决定了这些多余的水分往往会集中在更少、更剧烈的风暴中。科学家们将降雨量最大的日子称为“极湿日”，他们通过测量这些特定日子的总降水量，来了解一个地区年度降水中有多少来自于这些危险的极端情况。这不仅仅是一个天气统计问题，对于生活在河流流域的数百万人来说，这是一个关乎生存的问题，因为仅仅一周的强降雨就可能决定一次收成或一座城市的命运。

研究人员最近将注意力转向了拉普蒂河（Raptum River）流域，这是一个横跨印度和尼泊尔边界、养育了八百一十万人口的地区。该地区本身就容易发生洪涝，历史上曾多次在仅经过几天异常强降雨后发生灾难性的淹没。为了了解未来将会如何，一组科学家使用先进的计算机模型模拟了三种不同的全球变暖情景下的气候：即比工业化前水平高出 1.5 摄氏度、2 摄氏度和 3 摄氏度。这些是国际气候协议中讨论的具体温度目标和限制。该团队并没有观察全年的平均降雨量；相反，他们专门关注“极湿日”，计算每年降水量排名前 5% 的最湿润日子的总降雨量。他们使用四种最先进的气候模型运行了这些模拟，每个模型都由全球不同的研究机构构建，以观察随着世界变热，这些极端事件的强度可能会如何变化。

结果描绘了一幅未来景象：最危险的降雨将变得显著更加剧烈，但确切的数值很大程度上取决于使用哪种模型。在模拟中，随着全球温度上升，这些极湿日的降雨量也会增加。在 1.5 度的升温水平下，模型显示这些极端日子的总降雨量在整个流域范围内可能在 800 到 2200 毫米之间。当升温达到 2 度时，这一总量攀升至 900 到 2600 毫米之间。到升温达到 3 度时，预测显示进一步跳升，一些模型预测仅这些剧烈天气带来的降水量就高达 2800 毫米。其中一个特定的模型包含了植物与大气之间复杂的相互作用，它一致地预测了最高的降雨量，表明在 3 度的升温情景下，极湿日可能在单年内贡献近 2000 毫米的水量。这是一个惊人的数字，甚至可能超过目前该流域部分地区接收到的全年总降水量，而这一切仅在短短几天内便完成了交付。

研究还确定了一个这些变化变得可被检测到的关键临界点。在 1.5 度的升温水平下，模型显示出信号混杂的情况，一些模型暗示极端降雨会增加，而另一些则显示没有明确趋势甚至略有下降。这些变化还不足以从天气的自然波动中区分出来。然而，一旦模拟达到 2 度的阈值，情况发生了变化。在四个模型中，有三个模型开始显示出极湿日强度在统计学上显著的增加。这表明，2 度是一个阈值，在这个高度，人类引起的变暖对极端降雨的影响变得不可忽视，超越了自然变率的噪声。研究人员发现，1.5 度的目标可能是决定未来的分水岭：是在一个极端降雨仍具有一定不可预测性的未来，还是进入一个剧烈强化已成定局的未来。

或许最令人震惊的发现是这种危险在景观分布上的极度不均。模拟显示了北部高地与南部平原之间的剧烈分歧。在北部的山区，空气受地形影响被迫上升，预计这些极湿日的降雨量将是南部平坦地区的两到三倍。随着世界变热，这一差距会进一步扩大。虽然南部地区仍面临风险增加，但北部子流域的极端天气降雨总量可能会高得多，需要完全不同的工程解决方案。为平原设计的堤防或排水系统对于陡峭且多雨的山丘来说将是极其不足的，反之亦然。研究认为，将整个河流流域视为单一单元进行规划已不再足够；适应策略必须根据这些特定的局部现实进行定制。

对于生活在拉普蒂河流域的农民和社区来说，这些发现意味着水资源管理方式发生了根本性的转变。降雨不仅变得更重，而且变得更加集中。降雨不再是帮助作物生长的持续浸润，而是以压倒性的浪潮形式到来，冲走种子、侵蚀土壤并淹没农田数日。研究表明，来自这些极端日子的全年降水比例可能从目前的约 35% 到 45%，上升到 3 度世界中的 50% 到 65%。这意味着，即使总降水量保持不变，其降水方式也会变得更具破坏性。研究人员强调，尽管模型在确切数字上存在分歧，但它们在方向上是一致的：极端情况正在恶化。这种不确定性并不意味着不作为；相反，它要求采取灵活的策略来适应气候变化，例如建造可以扩展的排水系统，并制定准备应对远超历史记录情景的防洪计划。将升温限制在 1.5 度与允许其达到 3 度的区别，不仅仅是温度计上的一个数字；它是处于一个可控挑战与数百万人面临灾难性洪水风险之间的区别。