气候变暖对冰雹灾害的影响长期以来是政府间气候变化专门委员会（IPCC）关注的焦点，但此前科学界对此缺乏明确共识。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合作，首次在全球范围内对气候变暖背景下的冰雹变化趋势进行了定量评估。研究结果表明，未来冰雹不会消失，反而可能变得更大、更具破坏性。预计30毫米以上的大冰雹发生频率将增加38%至52%，全球冰雹的破坏潜力将上升37%至42%。

张庆红指出，冰雹是一种突发性强、破坏力大的极端天气事件，在全球多地频繁出现。然而，由于各地观测标准不一以及冰雹在云中形成的复杂物理过程，IPCC此前对未来冰雹灾害趋势的判断仅为“低信度”。该研究团队利用卫星观测数据，识别了全球近1.5万次强冰雹风暴事件，并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，研究团队定量分析了不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势。

研究结论清晰地表明，未来的冰雹尺寸分布将整体向大型化发展。与历史气候相比，30毫米以下的小冰雹发生频率预计将减少4%至12%，而30毫米以上的大冰雹发生频率将显著增加38%至52%。大冰雹数量的增多将导致对地面的总破坏力急剧上升，近地面冰雹的累积动能预计增加37%至42%，且碳排放量越高，增幅越明显。

关于“大的更大、小的更少”的现象，张庆红解释了其背后的双重物理机制。一方面，未来低层大气变暖且湿度增加，为云层提供了更充足的水汽和更强的上升气流，这使得冰雹在云中能够更有效地增长，从而增加了大冰雹的数量。另一方面，全球变暖导致高空融化层的高度升高，这意味着冰雹在落地前需要穿过更厚的暖层，这使得个头较小、质量较轻的冰雹在融化过程中更容易消失，导致小冰雹的数量反而减少。

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。张庆红表示，在中高纬度地区，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，冰雹的增长效应占主导地位，大冰雹灾害的潜在风险显著增强。而在热带及季风区，如赤道非洲和东南亚，低层大气“升温弱、增湿强”，不稳定能量增加有限，加之融化层升高导致冰雹生长空间变薄，融化效应占据优势，近地面冰雹的尺寸反而减小，灾害潜在风险有所降低。

张庆红总结道：“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和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”，而中国科学家能够率先突破，部分原因在于一项“充满想象力”的公众参与项目。

张庆红提到，冰雹发生过程迅速且尺度小，常规观测难以捕捉。2016年，课题组发起了名为“冰雹换玛瑙”的公众收集活动。该活动基于“自然界万物皆独一无二”的理念，鼓励公众在冰雹后收集至少15颗样本并冷冻保存，记录时间地点。课题组则携带冰柜前往现场收集。

9年来，课题组收集了来自全国各地的样本。这些样本为地面观测提供了真实数据。通过分析样本中的离子、颗粒物和同位素，课题组反推出了冰雹的生长轨迹，并开发了适用于全球的冰雹生长轨迹模型，这是精准预测的基础。

研究成果已发表于《自然》杂志并成为当期封面文章。然而，课题组成员林翔宇表示，比发表论文更重要的是，他们希望为后人留下20世纪的冰雹样本，因为现在已难以找到。

一项重要科研成果的突破，往往需要十年的坚持。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。”她希望能够完善“研究—预报—应急措施”的完整链条，让研究成果能够实际应用，造福大众。