温暖的空气能携带更多的水分。这一简单的物理学原理可能会在21世纪剩余的时间里成为一个问题。随着全球气候越来越热，大气科学家预测极端天气事件将变得更加强烈和频繁。在一篇今天发表在《Nature Climate Change》杂志上的论文中，研究人员利用2000年至2013年的气候数据预测，到本世纪末，美国某些地区的极端暴雨事件将增加四倍，降雨强度将增加高达70%。
“想想去年夏天最强的雷暴。在未来，美国一些地方的夏季可能会发生五次这样的[强雷暴事件]，”该研究的首席作者Andreas Prein说，他是科罗拉多州博尔德美国国家大气研究中心的科学家。Prein告诉《Popular Science》杂志，这一模式遵循了过去50年来科学家们所看到的风暴频率和强度的增加趋势，他和他在NCAR的同事认为这种趋势可能会持续下去。
除了风暴数量的增加，Prein及其同事预测，该国部分地区的风暴强度将增加高达70%，沿海地区受影响最大。这意味着，2000年降雨量为三英寸的暴风雨，在2100年将降下超过五英寸的雨水。尽管沿海地区是极端案例，但它们并非完全孤例。“平均而言，仍然是35%到40%，”Prein说，“这仍然是相当大的水量。”
Prein及其同事使用的建模软件分辨率非常高，因此这个特殊的模拟耗费了NCAR的计算机一年时间才运行完成。Prein说，该软件的另一个限制是，它无法考虑全球变暖速率减缓等不确定性。“在使用这些模拟时，你只能看到未来的一种可能情况，”他告诉《Popular Science》杂志。因此，尽管这些模拟在2000年至2013年气候趋势的基础上是准确的，但未来尚未确定。
Prein说，应对这一迫在眉睫的问题最重要的方法之一是减少温室气体排放，这将减缓全球变暖。由于温暖的空气能携带更多的水分，随着气温持续上升，暴雨的频率和强度将增加。减缓全球变暖有助于应对这种情况。
然而，Prein表示，如果我们不减缓全球变暖的速率，社区将需要加强雨水基础设施建设，以提高应对这些超级暴雨的韧性。这包括建造更大的排水系统将水排出城市，以及扩大蓄水区域。“我们目前的蓄水区并非为应对这类风暴而建，”Prein说。
他以科罗拉多州博尔德为例，这个城市目前能够应对天气模式，但在未来的情景下将面临挑战。“我们在2013年经历了一次严重的洪水。它没有摧毁博尔德，因为我们已经建立了这种韧性。问题是我们能否应对40%的增长。”而气候韧性这个问题不仅是技术性的，也是经济性的。一些城市根本无法负担升级防洪基础设施的费用。
但同样，这些情景是基于自2000年以来气候趋势将持续下去的假设。研究人员的下一步是将在模拟中纳入不确定性，以便他们能够观察到未来天气系统受到气候变化影响的情况。与他们最新的研究一样，下一步的研究也需要很长时间才能完成。“我猜还需要一年，”Prein说。希望到那时情况不会变得太糟。
