几周前 ،风暴“博里斯”释放了严重的降雨，导致中欧和东欧的混乱和洪水。阿尔弗雷德·韦根尔研究所的研究表明，如果没有全球变暖的因素，博里斯的降雨量将减少约百分之九。这些见解来自一种名为“情节线”的创新建模技术。该方法在近实时分析中的应用刚刚在《自然通讯地球与环境》期刊上报道。此外，AWI团队还推出了一种免费的在线工具，使用户能够检测气候变化对当前极端天气事件的影响，并生成自己的比较图形。
在九月中旬，风暴博里斯在波兰、捷克共和国、奥地利和罗马尼亚造成了大雨和极端洪水。在若干受影响地区，降雨量在五天内达到了有记录以来的最高水平。至少有27人丧生，许多家庭不得不疏散家园。情况正在改善，清理工作正在进行中，但西班牙的新天气干扰引发了担忧。这种反复出现的情况在公共、政治和媒体讨论中引发了一个关键问题：全球气候变化是否导致了这场灾难？
阿尔弗雷德·韦根尔研究所气候动态部门的物理学家玛丽卢·阿塔纳斯博士表示：“多年来，科学界已经能够对此非常重要的问题提供明确的答案。事件发生后一到两周，概率归因研究可以提供一个初步分析，说明气候变化使这一事件发生的可能性增加了多少。”
然而，挑战在于，概率似乎是抽象的，尤其是在面对具体的、极端的现实场景时。在公共传播和与决策者的讨论中，科学界缺乏一个能够有效说明全球气候变化对当地天气影响的工具，既引人注目又易于理解。“这就是为什么我们AWI专注于开发一种新方法——‘情节线’方法，”气候动态部门的另一位物理学家和研究的共同作者安东尼奥·桑切斯·贝尼特斯博士解释道。“我们基本上应用了‘如果……会怎样？’的概念。如果没有气候变化，灾难会是什么样子？或者在一个更高温度的情况下？通过对比这些假设情况与实际事件，我们可以清楚地识别气候变化的影响——不仅是对极端事件，也包括日常天气。”
通过研究风暴博里斯，AWI研究人员在《自然通讯地球与环境》上展示了这种新方法的潜力。比较分析表明，若没有全球变暖，博里斯的降雨量大约会减少百分之九。然而，当风暴从东地中海和黑海向中欧移动时，由于水温比工业化前水平高出约两摄氏度，该风暴变得更加强大。这导致该地区空气中的水蒸气比例更高。九个百分点看似微不足道，但在强降雨的结果方面，它对水的积累量及其后续分配产生了重大影响——无论是河流、坝还是污水系统能否处理这些水，还是会溢出，从而造成重大破坏。
但是研究人员如何将通常为长期趋势设计的气候模型仿真与实际的地方天气联系起来？AWI“情节线”研究负责人、气候物理学家海尔格·戈斯林博士解释道：“一个关键因素称为‘nudging’。气候模型通常模拟一系列特定的、准随机的天气模式，以符合其编程的物理法则。为了识别气候差异，必须观察平均值和分布在众多天气事件中是否在长期内发生变化。同样，在天气模型中，情况在几周后偏离现实；实际的天气预测依然有限。通过‘nudging’，我们将观察到的风数据（包括喷射流等现象）输入模型，推动其朝向实际观察到的风。这使我们能够准确地复制实际天气与实际气候。接下来，我们修改模型的背景气候，通过降低温室气体浓度和调整其他元素，模拟一个未受气候变化影响的世界，然后重复实验。”
所使用的模型是 AWI 气候模型的 CMIP6 版本，该版本也为 IPCC 第六次评估报告提供了基础数据。使用的风数据来自欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的 ERA5 再分析。“我们已经自动化该系统，以在德国气候计算中心 (DKRZ) 的超级计算机上每天分析当前天气，”玛丽卢·阿塔纳斯说道。“这些数据被发送到 AWI 服务器上托管的在线工具，任何人都可以访问，网址为 https://climate-storylines.awi.de。分析在‘实时’后延迟三天进行，之后上线。因此，用户可以通过交互式地图和时间轴访问全球极端事件和日常天气的‘气候变化信号’，尽管目前仅提供2024年1月1日起的温度和降水数据。我们的目标是增强对气候变化与极端天气之间关系的理解，并提供明确和及时的信息，以帮助媒体对这些事件进行报道。
