气候变暖是否会加剧或减弱冰雹灾害，这一长期困扰政府间气候变化专门委员会（IPCC）的难题，现已获得明确解答——未来冰雹不仅不会消失，反而将变得更大、更具破坏性。北京大学物理学院张庆红课题组与美国中央密歇根大学团队近期合作，首次从全球视角量化评估了气候变暖背景下冰雹灾害的演变趋势。研究表明，直径30毫米及以上的大冰雹发生频率预计将增加38%至52%，全球冰雹的破坏潜力预计将提升37%至42%。

张庆红指出，冰雹作为一种突发性强、破坏力大的极端天气事件，在全球许多地区频繁发生。然而，由于各地观测标准的差异以及冰雹在云中生长碰撞过程的极端复杂性，IPCC此前一直将未来冰雹灾害趋势判定为“低信度”，科学界长期未能给出确切答案。研究团队运用卫星观测数据，锁定了全球近1.5万次强冰雹风暴事件，并自主开发了一套冰雹生长轨迹的准三维模型。结合国际主流气候模式和“伪全球变暖”方法，他们对不同碳排放情景下的全球冰雹变化趋势进行了定量评估。

研究结论清晰地表明，未来的冰雹尺寸分布将整体向更大的尺寸偏移。与历史气候相比，直径30毫米以下的小冰雹发生频率将减少4%至12%，而直径30毫米以上的大冰雹发生频率将大幅增加38%至52%。大冰雹的显著增多意味着砸向地面的总破坏力将急剧攀升，近地面冰雹的累积动能预计增加37%至42%，且碳排放量越高，这一增幅越发明显。

对于为何会出现“大的更大、小的更少”的分化现象，张庆红解释说，研究揭示了其背后的双重物理机制。一方面，未来低层大气变暖并伴随湿度增加，为云层提供了更充沛的液态水和更强的上升气流，这如同为冰雹在云中的生长提供了“丰沛养料”与“更强托举”，显著提高了增长效率，从而导致大冰雹数量的攀升。另一方面，全球变暖也抬升了高空融化层的高度，相当于加厚了冰雹落地前必须穿透的“暖层”。这样一来，个头较小、相对不那么坚固的冰雹往往在落地前就被融化殆尽，导致小冰雹的数量不升反降。

这两种机制在不同地区的相互作用，导致了显著的空间差异。张庆红提到，在中高纬度地区，例如中国北方、美国大平原和欧洲，低层大气呈现“强升温、弱增湿”的特点，大气不稳定能量大幅增加，上升气流异常强劲，冰雹的增长效应占据主导地位，大冰雹灾害的潜在风险显著增强。而在热带和季风区，如赤道非洲和东南亚，低层大气则呈现“升温弱、增湿强”的特点，不稳定能量增加有限。加之融化层升高，冰雹的生长空间反而变薄，融化效应占据上风，导致近地面的冰雹尺寸反而减小，灾害潜在风险随之减弱。

张庆红表示，这项研究首次从全球视角定量揭示了气候变暖背景下冰雹尺寸分布及其灾害潜势的演变规律，为未来的冰雹风险评估、防灾减灾以及气候适应性规划提供了关键的科学依据。

●新闻背后

“让成果不止于发文”

政府间气候变化专门委员会（IPCC）长期以来将冰雹趋势判定为“低信度”，中国科学家是如何率先突破这一难题的？答案的一部分，隐藏在60多位普通人家的冰箱里。

张庆红表示，冰雹的发生具有小尺度、来去迅速的特点，常规观测难以捕捉。2016年，课题组做出了一个“充满想象力”的决定：邀请公众参与“猎雹”活动，并为其赋予了一个富有诗意的名字——“冰雹换玛瑙”。张庆红分享道，这一创意灵感来源于“自然界万物皆独一无二”的理念：世上没有两颗完全相同的冰雹，也没有两块完全相同的玛瑙。公众在冰雹过后收集至少15颗样本并冷冻保存，同时记录下时间和地点；课题组则携带着冰柜，通过飞机火车前往现场收集。

在过去的9年里，收集到的样本遍布全国各地。正是这些“小冰球”提供了地面真实数据。课题组通过分析样本中的离子、颗粒物和同位素，反演出了冰雹的生长轨迹，并最终催生了适用于全球的冰雹生长轨迹模型——这是实现精准预测的基础。

研究成果已于近期发表在《自然》杂志上，并被选为当期封面。然而，比发表论文更令团队重视的是另一件事。课题组成员林翔宇提到：“要是能保存下20世纪的冰雹样本就好了，但根本找不到。”他们表示：“我们从自己做起，为后人留下一些冰雹样本，以便未来有更先进的研究手段时可以进行研究。”

一项重要的科研突破背后，往往是十年的坚持。但对课题组而言，这并非终点。论文第一作者张诗怡表示：“我们的最终目标是减小冰雹对大众造成的灾害。”她补充道：“希望能将研究—预报—应急措施这一完整链条发展得更加完善，让研究成果不仅仅停留在论文发表层面，而是最终能够应用于实际，造福于大众。”（记者晋浩天）