随着气候变暖，洪水和其他危险的极端天气事件只会变得越来越频繁和强烈。历史上，我们一直能够通过观察极端事件的发生频率来预测它们。但周三发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项新研究揭示了有多少预测实际上会失准。研究结果表明，仅仅十年的时间，气候就发生了如此剧烈的变化，以至于过去的极端事件频率已不再是可靠的预测指标。
这些预测有助于我们绘制洪水区地图并设计基础设施，使其能够承受极端事件。但如果我们的预测是错误的，那就意味着我们不能再依据过去的风暴来规划新的住房、道路和桥梁。日益频繁的极端事件——例如热带气旋、热浪和强降雨——将迫使我们改变计划，并设计能够承受这些变化的结构。
很难理解人为造成的变暖对极端事件的影响。大气本身就具有混乱的性质，而创纪录的极端事件按定义来说是罕见的，这使得科学家们掌握的数据点很少，难以理解它们。斯坦福大学的地球系统科学家诺亚·迪芬巴（Noah Diffenbaugh）和他的气候科学家团队将1961年至2005年期间极端炎热、潮湿和干旱的天气事件记录纳入一个气候预测框架。该框架结合了基于历史事件的预测和气候模型，后者在估算中考虑了预期的未来变暖。
然而，在接下来的十年里，人类继续燃烧化石燃料，创纪录的天气事件席卷全球各地。2006年至2017年间，有七年是有记录以来最热的年份，而2017年的哈维飓风等巨型风暴造成的破坏比以往任何时候都要大。
考虑到额外的变暖，迪芬巴想测试历史数据在预测近期极端事件方面的准确性。他利用1961年至2005年的数据，计算出2006年至2017年间北半球极端炎热、潮湿和干燥事件的概率。另外，迪芬巴还使用气候模型，将现实世界中创纪录的热浪、风暴和干旱与它们过去的发生频率以及基于气候模型的预测进行了比较。
迪芬巴基于历史数据的预测在该十年内的表现很差。结果低估了极端事件，尤其是炎热和潮湿事件。与基于历史数据的预测相比，欧洲和东亚的实际极端炎热天数至少增加了50%。美国和欧洲的极端潮湿事件的频率也比基于历史数据的预测高出50%。“我非常惊讶，”迪芬巴说。“我有一种沉重的感觉，我团队过去几年一直在开发的框架存在一些缺陷。”
但那不一定就是问题所在。当预测20世纪后期发生的极端事件时，该框架表现良好。但在最近的十年里，我们产生的额外变暖是如此显著，以至于极端天气模式正在偏离过去的模式。与此同时，迪芬巴测试的气候模型能够准确预测2006年至2017年间创纪录事件的频率。“当时，气候模型对近期未来的预测与实际发生的情况相符，”迪芬巴说。“尽管当时它们是未来的预测。”
“诺亚·迪芬巴的论文具有创新性，它结合了模型和观测数据，证明由于全球变暖，极端事件发生的几率正在迅速改变，”瑞士苏黎世联邦理工学院的气候科学家埃里希·费舍尔（Erich Fischer）说，他没有参与这项研究。“这篇论文对风险管理具有启示意义。”
迪芬巴的研究结果对设计应对气候变化的新基础设施和更新现有结构具有重大意义。看来，我们现在无法仅仅根据过去的洪水来估算“500年一遇”的洪水事件的概率，而这正是我们过去进行灾害规划的方式。这些发现表明，我们需要结合历史信息和气候模型来设计应对未来气候变化的规划。
这是因为，虽然气候模型擅长预测大区域的变化，但它们无法告知城市规划者他们所在城市特定河流可能发生的洪水频率。这些局部事件目前实在太难预测了。一些州已经在努力应对。在加利福尼亚州，2016年《气候安全基础设施法案》被颁布，旨在为新的道路、桥梁和其他结构制定规划流程，以便它们能够应对不断变化的气候。迪芬巴是该法案设立的工作组成员。他说，我们需要结合气候模型的成果和当地的历史数据，以更好地应对未来的极端情况。费舍尔补充道：“今天，气候以及因此发生的极端事件的几率，与10年或20年前已经不同了。”为了做好准备，我们需要同时利用过去的观测数据和未来的预测，以切实的方式确保我们的城市不受洪水威胁。
