气候变暖对冰雹灾害的影响一直是一个未解之谜，但一项新研究表明，冰雹不仅不会消失，反而会变得更大、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的团队合作，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。研究结果显示，直径大于30毫米的大冰雹发生频率将增加38%至52%，全球冰雹的破坏潜势预计将上升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现象，在全球多地频发。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，政府间气候变化专门委员会（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。此次研究团队利用卫星观测捕捉了全球近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，他们定量评估了不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势。

研究得出的结论是，未来的冰雹尺寸分布将整体向更大的方向偏移。与历史气候相比，直径小于30毫米的小冰雹发生频率将减少4%至12%，而直径大于30毫米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对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%，并且碳排放量越高，这种增幅越明显。

关于为何会出现“大的更大、小的更少”的现象，张庆红解释说，这背后存在双重物理机制。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液态水和更强的上升气流，这使得冰雹在云中的生长效率大大提高，从而增加了大冰雹的数量。另一方面，全球变暖也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，体型较小、强度较弱的冰雹很可能在半途中就被融化，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，例如中国北方、美国大平原和欧洲，低层大气表现为“强升温、弱增湿”，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，大冰雹灾害潜势显著增强。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，加之融化层升高导致冰雹生长空间变窄，融化效应占优，近地面的冰雹尺寸反而减小，灾害潜势也随之减弱。

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变化规律，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重要的科学依据。

●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？部分答案隐藏在60多位普通民众的冰箱里。

张庆红指出，冰雹具有小尺度、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，并为其命名为“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，即没有两颗相同的冰雹，也没有两块相同的玛瑙。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；团队则携带着冰柜，通过飞机和火车前往现场收集样本。

九年来，样本来自全国各地。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，反推出了冰雹的生长轨迹，并在此基础上开发出了一套适用于全球的冰雹生长轨迹模型，这是精准预测的基础。

研究成果已发表在《自然》杂志上，并被选为当期封面。但比发表论文更让团队在意的是另一件事。课题组成员林翔宇表示：“要是能留存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，给后人留下一些冰雹，等未来有更好的手段再研究。”

一项重要的科研成果突破背后，是十年的不懈坚持。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。希望能将研究—预报—应急措施这个完整链条发展得更完美，让成果不止于发表论文，而是最终应用于实际、造福于大众。”