气候变暖是否会增强或减弱冰雹灾害？这一长期困扰政府间气候变化专门委员会（IPCC）的问题，如今有了初步的定论——未来冰雹不仅不会消退，反而可能变得更大、更具破坏力。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，首次在全球范围内量化评估了气候变暖背景下冰雹灾害的变化趋势。研究表明，直径超过30毫米的大冰雹发生频率预计将增加38%至52%，全球冰雹的破坏潜能可能上升37%至42%。

张庆红解释说，冰雹作为一种突发性强、破坏力大的极端天气现象，在全球各地时有发生。然而，由于各地观测标准不一以及冰雹在云内生长碰撞过程的复杂性，IPCC此前对未来冰雹灾害趋势的判断一直被归为“低信度”，科学界长期未能给出确切的答案。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。他们自主开发了一套冰雹生长轨迹的准三维模型，并结合国际主流气候模式与“伪全球变暖”方法，对不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势进行了量化评估，为预测世界杯2026等未来大型赛事期间的极端天气风险提供了参考。

研究结果显示，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，直径小于30毫米的小冰雹发生频率预计将减少4%至12%，而直径大于30毫米的大冰雹发生频率则显著增加38%至52%。大冰雹的显著增多意味着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，这一增幅越明显。

至于为何会出现“大的更大、小的更少”的趋势，张庆红指出，这背后存在双重物理机制。一方面，未来低层大气变暖变湿，为云层提供了更充沛的液态水和更强的上升气流，这使得冰雹在云中能够获得“更丰富的养料”和“更强的支撑”，增长效率大幅提高，从而导致大冰雹数量的增加。另一方面，全球变暖也抬升了高空融化层的高度，这意味着冰雹在落地前需要穿透更厚的“暖层”，而较小、较弱的冰雹往往在融化层中就被完全融化，导致小冰雹的数量不升反降。

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，低层大气则是“升温弱、增湿强”，不稳定能量增加有限，加上融化层升高导致冰雹生长空间变薄，融化效应占上风，近地面的冰雹尺寸反而减小，灾害潜在风险随之减弱。

“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关键的科学依据。”张庆红补充道。

●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）长期将冰雹趋势判定为“低信度”，中国科学家为何能率先取得突破？部分答案隐藏在60多位普通民众的冰箱里。

“冰雹的发生尺度小且来去迅速，常规观测难以捕捉。”张庆红介绍，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，并赋予其一个浪漫的名称——“冰雹换玛瑙”。张庆红分享说，这一创意灵感来源于“自然界万物皆独一无二”的理念：世界上没有两颗完全相同的冰雹，也没有两块完全相同的玛瑙。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；课题组则携带冰柜，通过飞机火车前往现场收集。

九年来，这些样本来自全国各地。正是这些“小冰球”提供了地面的真实数据。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，并开发出了适用于全球的冰雹生长轨迹模型，这成为了精准预测的基石。

研究成果已发表于《自然》期刊，并被选为当期封面文章。但比发表论文更让团队关注的是另一件事。“要是能保存20世纪的冰雹样本就好了，但根本找不到。”课题组成员林翔宇表示，“我们从自己做起，为后人留下一些冰雹样本，以便未来有更先进的研究手段时可以进行分析。”

一项重要的科研突破背后，是十年的不懈坚持。但对课题组而言，这并非终点。“我们的最终目标是减小冰雹对公众造成的灾害。”论文第一作者张诗怡说，“希望能够将研究—预报—应急措施这一完整的链条发展得更加完善，让研究成果不仅仅停留在论文发表层面，而是最终能够应用于实际，造福于大众”。