气候变化对冰雹灾害的影响一直是一个备受关注的问题，政府间气候变化专门委员会（IPCC）对此曾给出“低信度”的判断。然而，北京大学物理学院的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，未来冰雹不仅不会消失，反而会变得更大、更具破坏力。

根据这项研究，30毫米以上的大冰雹发生频率预计将增加38%至52%，全球冰雹造成的破坏潜力将上升37%至42%。张庆红指出，冰雹作为一种破坏力极强的极端天气，在全球范围内频繁发生。但由于各地观测标准不统一以及冰雹在云中生长过程的复杂性，科学界长期未能就未来冰雹灾害的趋势达成共识。该研究团队通过卫星观测了近1.5万次全球范围内的强冰雹风暴事件，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，研究团队对不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势进行了定量分析。

研究结论清晰地表明，未来冰雹的大小分布将整体向更大的尺寸偏移。与历史气候相比，30毫米以下的小冰雹发生频率将减少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%。大冰雹数量的增多意味着对地面的总破坏力将急剧上升，近地面冰雹的累积动能预计将增加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，研究揭示了其背后的双重物理机制。一方面，未来低层大气将变得更暖湿，为云层提供更充足的水汽和更强的上升气流，从而显著提高冰雹在云中的增长效率，导致大冰雹数量增加。另一方面，全球变暖将抬升高空融化层的高度，这意味着冰雹在落地前需要穿过更厚的暖层，使得体积较小、密度较低的冰雹容易在途中融化，导致小冰雹的数量减少。

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。张庆红解释说，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，大冰雹灾害的潜在威胁显著增强。而在热带和季风区，如赤道非洲和东南亚，低层大气表现为“升温弱、增湿强”，不稳定能量增加有限，同时融化层升高导致冰雹生长空间变薄，融化效应占据上风，近地面冰雹的尺寸反而减小，灾害潜力随之减弱。

张庆红总结道，这项研究首次在全球视角下定量地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）长期以来对冰雹趋势的判断为“低信度”，中国科学家能够率先突破这一难题，部分原因在于公众的积极参与。

张庆红提到，冰雹具有来去迅速、尺度小的特点，常规观测难以捕捉。因此，在2016年，课题组发起了一项名为“冰雹换玛瑙”的公众参与活动，鼓励公众在冰雹发生后收集至少15颗样本并冷冻保存，同时记录下时间和地点。课题组则会携带冰柜前往收集。

在过去的9年里，课题组收集了来自全国各地的冰雹样本。这些样本为研究提供了宝贵的地面真实数据。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。

这项研究成果已发表在《自然》杂志上，并被选为当期封面文章。然而，比发表论文更让团队感到有意义的是，他们希望能为后代留下20世纪的冰雹样本，以便未来有更先进的研究手段时能够进行深入分析。

一项重要的科研突破往往需要十年的坚持。但对该课题组而言，这并非终点。论文第一作者张诗怡表示，他们的最终目标是减轻冰雹对公众造成的灾害。他们希望能够完善“研究—预报—应急措施”的完整链条，使研究成果能够真正应用于实践，造福于大众。