气候变暖是否会加剧或减弱冰雹灾害，这一长期存在于政府间气候变化专门委员会（IPCC）议题中的问题，如今有了明确的解答。研究表明，冰雹不仅不会消失，反而可能变得更大、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团队合作，首次在全球范围内对气候变暖背景下的冰雹灾害演变规律进行了量化评估。研究结果显示，直径超过30毫米的大型冰雹发生频率将增加38%至52%，预计全球冰雹的破坏力将提升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事件，在全球多地频发。然而，由于各地观测标准不统一以及冰雹在云中生长的复杂物理过程，IPCC此前一直将未来冰雹灾害趋势的判定置于“低信度”范畴，科学界长期未能给出确切结论。该研究团队通过卫星观测，识别了全球近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，他们对不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势进行了定量评估。

研究得出的结论十分明确：未来的冰雹尺寸分布将整体向大型化方向发展。与历史气候相比，直径小于30毫米的小型冰雹发生频率预计将减少4%至12%，而直径大于30毫米的大型冰雹发生频率将大幅增加38%至52%。大型冰雹显著增多，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%，且碳排放量越高，这一增幅越明显。

关于为何会出现“大的更大、小的更少”的分化现象，张庆红解释了其背后的双重物理机制。一方面，未来低层大气将变暖并变得更加湿润，为云层提供更充足的液态水和更强的上升气流，这为冰雹的增长提供了“丰沛养料”和“更强托举”，显著提高了增长效率，从而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，相当于加厚了冰雹落地前需要穿透的“暖层”。个头较小、强度较弱的冰雹往往在落地前就被融化殆尽，导致小型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。在这种情况下，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。而在热带和季风区，如赤道非洲和东南亚，低层大气呈现“升温弱、增湿强”的特点，不稳定能量增加有限。此外，融化层升高导致冰雹生长空间变薄，融化效应占据上风，使得近地面冰雹的尺寸反而减小，灾害风险随之减弱。

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与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关键的科学依据。”

●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）长期将冰雹趋势判定为“低信度”，中国科学家为何能率先突破这一难题？部分答案隐藏在60多户普通人家的冰箱里。

张庆红表示：“冰雹的出现往往短暂且尺度小，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”行动，并赋予其一个富有诗意的名字——“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：世上不存在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；课题组则携带冰柜，乘坐飞机和火车前往现场。

在过去的9年里，收集到的样本来自祖国各地。正是这些“小冰球”为研究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，并在此基础上催生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。

这项研究成果已于近期发表在《自然》杂志上，并被选为当期封面。然而，比发表在《自然》杂志更让团队成员关注的是另一件事。课题组成员林翔宇表示：“如果能保存下20世纪的冰雹样本就好了，但根本找不到。”他补充说：“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技术时可以进行研究。”

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。论文第一作者张诗怡表示：“我们的最终目标是减轻冰雹对大众造成的灾害。”她补充道：“希望能够将研究、预报和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发表论文层面，而是最终能够应用于实际，造福于大众。”