气候变化是否会加剧或减弱冰雹灾害？这一长期以来困扰政府间气候变化专门委员会（IPCC）的疑问，如今已有了清晰的解答：未来的冰雹不仅不会消失，反而会变得更大、更具破坏性。北京大学物理学院张庆红教授的研究团队与美国中央密歇根大学的学者合作，首次在全球范围内对气候变暖背景下的冰雹灾害演变进行了定量评估。研究结果表明，直径在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预计将上升37%至42%。

张庆红教授指出，冰雹是一种突发性强、破坏力大的极端天气现象，在全球许多地区都频繁发生。然而，由于各地观测标准不一，以及冰雹在云中生长碰撞过程的复杂性，IPCC此前一直将未来冰雹灾害趋势的预测判定为“低信度”。此次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，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，研究团队定量评估了不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势。

研究得出的结论是明确的：未来的冰雹尺寸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则将显著增加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，增幅越明显。这项研究的发现，对于理解和应对极端天气事件，例如通过更精准的预测来降低世界杯下注所带来的风险，具有重要意义。

那么，为何会出现“大的更大、小的更少”这种分化现象？张庆红教授解释说，这背后存在双重物理机制。一方面，未来低层大气将变得更暖、更湿润，为云层提供更充足的液态水和更强的上升气流，这使得冰雹在云中的生长如同获得了“丰沛养料”和“更强托举”，增长效率大幅提高，从而导致大冰雹数量增加。另一方面，全球变暖也将抬升高空融化层的高度，相当于加厚了冰雹落地前必须穿透的“暖层”。这样一来，个头较小、强度较弱的冰雹往往会在落地前被完全融化，导致小冰雹的数量反而减少。

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。张庆红教授指出，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。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。此外，融化层升高使得冰雹生长空间反而变薄，融化效应占据上风，导致近地面冰雹的尺寸反而减小，灾害潜在风险随之减弱。

张庆红教授总结道，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）长期以来将冰雹趋势判定为“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多位普通家庭的冰箱里。

张庆红教授表示，冰雹的发生具有小尺度、来去迅速的特点，常规观测难以捕捉。2016年，研究团队做出了一个“充满想象力”的决定：邀请公众参与“猎雹”行动，并为其取了一个富有诗意的名字——“冰雹换玛瑙”。张庆红教授分享道，这一创意灵感来源于“自然界万物皆独一无二”的理念，正如世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。研究团队则携带冰柜，通过飞机和火车前往现场收集样本。

经过9年的努力，研究团队收集到了来自全国各地的样本。这些“小冰球”为研究提供了宝贵的地面真实数据。研究团队分析样本中的离子、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石。

研究成果已发表于《自然》杂志，并被选为当期封面文章。然而，比发表论文更让团队在意的是另一件事。课题组成员林翔宇表示：“要是能保存20世纪的冰雹样本就好了，但根本找不到。”他补充道：“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能够进行分析。”

一项重要的科研突破背后，是十年的坚持不懈。但对研究团队而言，这并非终点。论文的第一作者张诗怡表示：“我们的最终目标是减小冰雹对公众造成的灾害。”她进一步阐述：“希望能将研究、预报和应急措施这一完整的链条发展得更加完善，让研究成果不只是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。”