2015年10月加利福尼亚州的Folsom湖。如此多的水蒸发，一辆全尺寸的卡车可以在不受潮的情况下穿过湖床的一部分。研究试图测试这种极端天气是否是由气候变化驱动的。
2013年底，在阿拉斯加湾出现了一些大而奇怪的东西。科学家称之为“Blob”。
遇见Blob。橙色和黄色区域显示了阿拉斯加湾的部分地区，其热浪始于2013年。
这不是一个怪物。相反，它是北太平洋地表水中巨大的热量。它直到2016年才开始消散。科学家们很快就发现了同样的南方加热。它出现在俄勒冈州和加利福尼亚州等沿海地区。在一些地区，水温比正常温度高6摄氏度(10华氏度)。
大约在同一时间，数百只丛生的海鹦在白令海的一个小岛上死亡。他们饿死了。在阿拉斯加的萨沃恩加镇，村民们在开阔的水域捕获了一只弓头鲸。在过去的几年里，这是不可能的，因为他们所有的当地海水都被冰覆盖了。在海湾的其他地方，通常通过冰洞切割的人不能 - 因为冰不在那里。有毒藻类沿着太平洋沿岸开放。
研究人员怀疑Blob与这些事件有关。他们不能肯定地说。但他们现在知道这个Blob并不是一个怪异的热身。科学家在2016年报告说，有两个因素相结合使得它成为可能。其中一个因素是气候的自然变化或起伏。另一个是“气候变化”。这是人类活动带来的不自然的扰动。重要的是，如果没有气候变化，烘烤阿拉斯加的Blob就不会成为这样的焦虑者。
“如果没有气候变化，我们就不会有如此规模的气温，”负责这项研究的约翰沃尔什说。他是国际北极研究中心的气候科学家。该中心是费尔班克斯阿拉斯加大学的一部分。像沃尔什这样的研究人员想知道：人类驱动的 - 或人为的(AN-throh-puh-GEN-ik) - 气候变化如何影响个别天气事件，如飓风，热浪和暴雨?这些科学家正在开发识别和测量这些连接的方法。将气候与极端天气联系起来的调查称为归因(Aa-trih-BU-shun)研究。Blob是科学家归因于人类活动引起的气候变化的首批天气事件之一。
最近在阿拉斯加湾的一次死亡影响了大量的海鸟，包括有角的海鹦，这里看到的物种。死亡恰逢“Blob”，这是一场在没有人类影响的情况下不会发生的局部热浪。
但它不是唯一的。沃尔什和其他科学家用数学和计算机模型分析气候数据来研究天气事件。他们正在寻找量化或衡量气候变化影响的方法。他们就像体育科学家一样，在一场比赛中打了10个本垒打的球员。他有一个非常美好的夜晚吗?还是他以某种方式作弊?你怎么知道肯定的?
气候变化的影响
“气候明显在变化，”Kevin Trenberth说。他是科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的气候科学家。“气氛变了，”他解释道。“二氧化碳增加了，并没有减缓。”气候和天气是相关的，但它们并不相同。气候描述了一个地区长时间的天气模式。天气是指发生的特定事件，例如炎热天气或雷暴天气。热浪，干旱，野火，飓风，龙卷风和洪水都是极端天气事件的例子。
科学家们表示，由于气候变化，飓风哈维的降雨在德克萨斯州东南部停滞不前。
数十年来，科学家们已经预测，气候变化会使极端天气事件恶化并使其更加频繁。已经出现了已经开始的迹象。“气候变化使许多类型的极端天气灾害严重恶化，”Michael Wehner说。“它将继续变得更糟。”Wehner是加州劳伦斯伯克利国家实验室的气候科学家。将气候变化与天气联系起来可能很棘手。不过，这并非不可能。近年来，科学家们已经开发出充满信心的方法。Stephanie Herring说，这个过程的一个重要部分是提出正确的问题。她是科罗拉多州博尔德市国家环境信息中心的气候科学家。
她指出，人们常常想知道人为气候变化是否会引发一些事件。但是没有办法回答这个问题。毕竟，任何天气事件都可能偶然发生。事件可能是地球天气起伏的一部分。她说，更好地询问气候变化的影响。该地区的气候为极端事件奠定了基础。然后科学家们可以探测：气候变化是否会使事件变得更糟?
Wehner指向Hurricane Harvey。它于2017年8月下旬在墨西哥湾形成一股微弱的热带风暴。在变得非常强大，非常快，它停在德克萨斯州东南部。然后它在那里停留了三天。在此期间，该地区倾倒了超过1.2米(3.9英尺)的水。休斯敦市淹没了。其他几十个沿海城镇也是如此。在一些地方，来自海洋的雨和风暴潮的组合增加了3米(10英尺)的水。这和游泳池的潜水区一样深。
打电话给哈维不寻常就像打电话给太阳热。这是一个了不起的轻描淡写。“哈维基本上是无法预料的，”Wehner在2017年12月的一次科学会议上说道。科学家们预计，每隔3000年左右就会看到像哈维这样的风暴。
在飓风哈维之后，三组科学家研究了风暴。他们正在寻找气候变化的指纹。去年12月，他们在三篇论文中报道了他们。每个人都得出结论认为，如果气候变化不是一个因素，那么风暴就会更糟。
Wehner领导了其中一项研究。他的研究小组估计，气候变化使总降雨量增加了至少19%，但可能接近34%。如果没有气候变化，洪水可能会严重得多。另一组报告说，气候变化使Harvey大小的风暴发生的风险增加了两倍。由于气候变化，第三组估计自1990年以来哈维大风暴的风险增加了六倍。飓风哈维杀死了大约88人。它还造成了数千亿美元的损失。就像Blob一样，如果没有自然因素和人为引起的气候变化，Harvey就不会如此灾难性。“人类对Hurricane Harvey产生的降水量产生了重大影响，”Wehner总结道。
这座位于德克萨斯州罗克波特的住宅被飓风哈维摧毁。它是历史上最具破坏性的飓风之一 - 并且因人类强烈的气候变化而恶化。
而哈维只是一个开始。Irma是有史以来最大的大西洋风暴之一。9月初，伊尔玛七次袭击陆地，造成许多加勒比岛屿的破坏。它向北穿过佛罗里达州，然后袭击了佐治亚州和南卡罗来纳州。一路上，它发射了25个确认的龙卷风。然后是玛丽亚，摧毁了多米尼加共和国和波多黎各。那些岛屿仍在恢复中。像Wehner这样的研究并未表明这些飓风是由气候变化引起的。飓风发生，气候变化与否。它们是大自然的一部分。然而，气候变化可能使它们变得更糟。“风暴更加激烈，”特伦伯特说。“极端情况更严重，这很重要。”
没有发生的气候
2004年发表了第一项将极端天气与某种人类影响联系起来的研究。彼得斯托特领导了这项研究。他在气象局工作。那是英国在埃克塞特的政府气象办公室。一年前热浪袭击了欧洲。它造成了至少600年来最炎热的夏天!数万人在法国，德国，和其他国家死亡。斯托特知道不可能问人类活动是否是唯一的罪魁祸首。但他找到了一种方法来衡量它是否会使热浪恶化。
斯托特和他的同事以许多科学家仍然使用的方式解决了这个问题。他们从欧洲各地收集了热浪时间的温度记录。然后，他们将这些数据与他们对未涉及气候变化可能发生的情况的最佳估计进行了比较。
解释者：什么是计算机模型?
科学家们得到了一个名为模型的计算机程序的帮助。该计算机模型使用天气数据来模拟气候。然后，该模型可以预测可能的天气类型。模拟模仿现实生活。它描述了一种可能已发生但未发生的情况。如果有一个模拟你自己的生活，你可以看到如果你没有 - 或没有 - 完成你的功课可能会发生什么。或者如果你昨天放学后选择去公园或乐队练习。或者，如果你搬到另一个州，你的生活会有多么不同。
个人模拟是不可能的。(这可能是一件好事。它会增加FOMO的风险。)但气候模拟不是。斯托特使用一种计算机模型，该模型产生了四种模拟气候如何随着时间的推移而变化的天气起伏变化。斯托特的模拟开始绘制这些变化的历史可以追溯到1851年。那一年即将开始燃烧化石燃料以产生能量。燃烧化石燃料会将温室气体排放到大气中。这些气体将热量捕获在靠近行星表面的位置，导致温度升高。如果不考虑人类活动，斯托特的气候模拟并没有产生像2003年那样的极端热浪。他还从1851年开始模拟气候，其中包括来自人类活动的温室气体。那些模拟导致了巨大的热浪。然后研究人员将这些模拟与实际情况进行了比较。斯托特说，通过这种方法，“我们可以计算出风险的变化情况。”
该团队的结论是，人类活动不仅增加了这种极端热浪的可能性。它加倍了!
许多归因研究采用与Stott相同的方法。他们将模拟气候与现实世界数据进行比较。(这就是Walsh研究Blob的方法。)自2004年以来，这些类型的研究得到了改进。例如，科学家已经开发出了更好的气候模型，其中更多。斯托特只使用了大气模型。事实上，一些现代计算机模型包括空气，水和土地。最近的一项研究发现，在大气层中测量的气候变化对季节周期的影响。现在收集更多数据，快速计算机可以快速分析这些数据。现在还有更多的数据集可用，部分原因是许多科学家将他们的数据上传到互联网上与他人分享。研究人员甚至开发了新的方法来询问有关归因的问题。一些科学家使用所谓的“故事情节”方法。他们没有考虑过去没有发生过的气候，而是在特定事件中寻找气候变化。例如，Trenberth和他的同事，在博尔德，追溯了来自温暖海洋的额外能量可能会增加Harvey的极端降雨量。他们模拟了哈维在没有气候变化影响的情况下会是什么样子。它的湿度要低得多。
研究的开始
“没有一种最好的归属方式，”赫林说。“问题不是，你能做到吗?问题是，“她说，”你是如何得出最好的答案的?“对于科学家来说，以这样的方式进行实验是非常重要的，这样其他科学家就会对其结果有信心。
在美国西海岸上下，海星消瘦的疾病开始消灭大量的生物。加州大学圣塔克鲁兹分校的研究发现，Blob并没有导致这种疾病，但可能夸大了它的影响。
梅利莎矿工
找到归因研究一个地方是在杂志称为美国气象学会通报，或BAMS。该杂志每年都会发布一个特刊，强调归因研究。总的来说，这些特刊已经发表了131项归因研究。并非每项研究都能找到气候变化的指纹。实际上，在这131项研究中，Herring指出，大约三分之一的研究发现气候变化对所研究的极端天气没有影响。无论有没有人类活动，这些事件都可能发生。然而，其他三分之二的人都受到人类对气候影响的影响。
大多数归因研究都衡量了气候变化导致事件恶化的程度。不过，沃尔什的研究却有所不同。Blob不仅因气候变化而恶化。根据他的模型，没有它就不会发生。沃尔什的研究发表在2018年1月的BAMS上。该问题的另外两项研究确定了需要应对气候变化的其他事件。其中一位来自的气象学家报告称，如果没有气候变化，亚洲2016年的热浪将不会发生。
另一方面，美国研究人员分析了2016年全球温度数据，这是有史以来最热的一年。平均而言，气温比平均温度高1.2摄氏度(2.2华氏度)。汤姆克努森领导了这项研究。他是位于新泽西州普林斯顿的美国地球物理流体动力学实验室的气象学家。他的团队使用七种计算机模型进行模拟。他们甚至运行模型的组合。然而，无论研究人员如何运行模拟，都无法将高温固定在自然界。他们报告说，只有因为“人为引起的变暖”才能实现创纪录的温暖。
克努森小心翼翼地指出了他研究的一个局限。这是所有基于模型的研究的局限性。“当然，这是一个基于模型的估计，我们不想把它与真相混淆，”他说。科学家们相信他们的模型能准确地代表真实场景。但因为它们是场景，而不是现实，所以存在错误的余地。
但在科学方面，科学家们总是试图在测量和分析中更精确。当所有模型都指向相同的结论时，科学家们就会获得信心。在全球热力记录的情况下，“这是我们最好的记录，”克努森说。“我们不得不被一个非常大的因素所取代”才会出错。
从事归因研究的科学家表示，这项研究起着重要作用。“气候”是一种令人困惑的想法。因为它长时间测量天气，所以很难看到日常生活。但是人们确实知道在飓风期间蹲伏是什么样的，并希望他们的房屋不会淹没。他们可以看到沿海城镇的海平面上升。他们知道热浪有多糟糕。
鲱鱼说这个领域仍在增长。她看到来自其他领域的研究人员对归因科学感兴趣。他们包括海洋生物学家，公共卫生研究人员和为保险公司工作的人员。他们与气候专家合作，不仅要了解气候如何改变天气，还要了解气候如何改变生活本身。归因科学将毁灭性事件与气候变化联系起来。“我认为这是研究具有真正价值的地方，”斯托特说。它使气候变化变得个性化。
标签： 气候变化
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