媒体报道史无前例的洪水时，文章中经常会有这样的说法:气温每升高1°C，大气中的水分就会增加7%左右。 

　　这个数字源于法国工程师萨迪·卡诺(Sadi Carnot)的研究，成果发布在200年前的今年。 

　　现在我们知道这个故事还有更多后续。是的，更热的大气能容纳更多的水分。但是水蒸气凝结形成雨滴会释放热量。这反过来又会在雷暴中产生更强的对流，从而降下更多的倾盆大雨。 

　　这意味着，气温每升高一度，极端降雨的强度可能会增加7%以上。我们所看到的是，雷暴可能会带来两倍或三倍的降雨，即全球每变暖一度，降雨量就会增加14-21%。 

　　雷暴是世界各地极端洪水的主要原因，巴西的灾难性洪水淹没数百个城镇，迪拜的机场和道路也被淹。 

　　为指导未来的洪水备灾工作，我们帮助澳大利亚全面审查最新的气候科学。审查结果表明，全球每变暖一度就增加约7-28%的每小时或较短持续时间的极端降雨，2-15%的每日或更长的极端降雨。这个数值远高于现有的洪水规划标准，即每升温一度，洪水一般会增加5%。 

　　为什么雷暴对极端降雨很重要? 

　　要形成雷暴，需要空气中的水分以及低层和高层气团之间的巨大温差等因素来产生不稳定性。 

　　我们通常把雷暴与短时局部强降雨联系在一起。然而，我们现在看到的是转向更强烈的雷暴倾盆大雨，特别是在短时间内。 

　　与其他天气系统结合形成雷暴时，比如东海岸低气压、靠近澳大利亚东部的强低压系统，极端降雨事件就更有可能发生。2022年2月袭击利斯莫尔(Lismore)的创纪录洪水夺去许多人的生命，主要原因是持续多日的极端降雨，部分原因是雷暴加上东海岸低气压。 

　　气候变化使极端洪水的风险因素增强 

　　政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告指出: 

　　自20世纪50年代以来，在观测资料足以进行趋势分析(高置信度)的大多数陆地地区，强降水事件的频率和强度在增加，而人类引起的气候变化可能是主要驱动因素。 

　　这种增加在短时极端降雨中尤其明显，例如由雷暴引起的降雨。 

　　为什么?在某种程度上，这是因为7%这个数值，暖空气能够容纳更多的水蒸气。 

　　但这并不能解释一切。还有别的原因。冷凝产生热量。因此，当水蒸气变成水滴时，可获取更多的热量，热空气通过对流上升。在雷暴中，更多的热量会引发更强的对流，将温暖潮湿的空气推向高处。 

　　这就解释了为什么雷暴在这个变暖的世界里引发如此极端的降雨。水蒸气凝结成雨时，也会产生热量，形成超强风暴。 

　　近几十年来，我们看到澳大利亚的降雨量增速非常快。 

　　与雷暴相关的每日降雨量增速远超7%，大约是7%的2到3倍。 

　　每小时极端降雨量的强度也以类似速率增加。 

　　那非常突然的极端降雨呢?此时增速可能会更高。最近的一项研究是调查悉尼附近短于一小时的极端降雨，表明在过去20年里，极端降雨增加约40%或更多。 

　　极端降雨强度的增速趋势在其他证据中也很明显，例如精细分辨率模型。 

　　为模拟复杂的气候系统，我们需要超级计算机的帮助。即便如此，许多气候预测模型也无法深入到小于100公里的网格分辨率。 

　　虽然用于大尺度的气候建模效果很好，但这些气候模型不适合直接模拟雷暴。这是因为形成雷暴所需的对流过程发生在比这小得多的尺度上。 

　　现在大家齐心协力进行更多的极小尺度模型模拟，以便改进对流建模。 

　　用极小尺度欧洲模型模拟的最新结果表明，触发极端降雨，对流将发挥更重要的作用，包括在组合风暴中，例如雷暴与低压系统混合或其他组合。 

　　这与澳大利亚的观测结果吻合，雷暴与其他风暴类型相结合，如冷锋和气旋(包括澳大利亚南部的低压系统)，导致降雨增加。 

　　这是否会改变我们应对洪水的计划? 

　　近年来，关于超强雷暴降雨的证据越来越多。 

　　澳大利亚目前的防洪指导建议基于气温每升高一度，极端降雨只会增加5%，这会影响基础设施项目的建设。 

　　我们的研究表明，实际数值要高得多。 

　　这意味着，根据5%这个数值建造的道路、桥梁和隧道，可能无法应对超强雷暴带来的极端降雨。 

　　虽然澳大利亚越来越知道气候变化和森林大火之间的关系，但研究表明，我们不太可能将气候变化与更强烈的风暴和洪水联系起来。 

　　这种情况必须改变。将气候变化与单一极端降雨事件精确联系起来，我们仍面临一些不确定性。但现在大局已经很清晰:变热的世界可能是更容易发生极端洪水的世界，而极端洪水往往是由超强雷暴带来的极端降雨造成的。 

　　那我们该怎么做?第一步是认真对待气候变化对风暴和洪水风险的影响，就像我们现在对待森林大火一样。 

　　下一步是相信这些最佳证据，将之融入我们未来防控风暴和洪水的规划中。