中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所研究员何清 | 受访者供图
《知识分子》：降水增加的主要原因是什么？
何清：一是全球气候变暖的大背景，二是影响南疆天气的大尺度环流形势、水汽输送和汇聚机制发生了变化，使干旱的南疆越来越湿润、降水越来越多。
周天军：简单的说，影响气候异常的因子包括两大类。一类是自然因子，这包括太阳辐照度的变化、火山气溶胶的影响以及气候系统内部特别是海洋的自然振荡 [4]；二是人为因子，主要包括人为温室气体和气溶胶排放、以及土地利用的改变。从更长的时间尺度看，自然影子和人为因子对西北气候都有影响。
但就最近几十年来西北的暖湿化来说，研究表明，观测到降水变化受到两种过程影响。一是热力过程，伴随全球变暖，大气持水能力增强，这有利于降水增加，气象探空站资料所观测到新疆地区大气可降水量的相对增幅可达到5%/10年；二是动力过程，也就是大气环流的变化，它对降水的影响因区域而异 [1]。
研究表明，决定新疆地区变湿、中亚北部变*主要大气环流型，是副热带西风急流的位置南移和强度的减弱。基于气候模式的归因模拟研究表明，西风急流位置的南移是全球增暖作用的结果，而强度的减弱则受到人为气溶胶排放增多的影响，也就是说，人类活动已经显著影响到大气环流的变化，从而对包括新疆在内的中亚降水造成影响 [2-3]。
以上研究工作，主要是针对平均降水的增加来说的。至于某次极端降水，例如今年南疆的暴雨，是否受到人类活动影响，这个还有待研究。气候变化研究中的 “事件归因”（event attribution），就是回答对于这类特定的破纪录极端天气事件，人类活动的影响是否改变了它发生的概率。这类研究需要时间长度足够长的高质量观测资料，对于气候模式的性能也有很高的要求。
西北地区的夏季降水气候态分布（左列，单位:毫米/每天）及其1961-2010年的变化趋势（右列，单位：毫米/每天/每50年）
第一排：99个气象站的观测数据；第二排：格点化的观测数据；第三排：再分析数据
气候平均态图中，仅有18%的观测站夏季平均降水超过 2 毫米/每天, 约65%的台站夏季平均降水少于1毫米/每天；在长期变化上，99个台站中有 70个台站降水显著增加，27个台站呈减少趋势 | 图源：文献[1]
《知识分子》：关于洪水形成的第二个因素——季节性高山融雪（冰），观测呈现出怎样的变化？
张俊兰：南疆和北疆融雪型洪水有显著差异，北疆融雪型洪水频次占全疆的75%，主汛期在春季，南疆主汛期在夏季，融雪（冰）洪水主要出现于帕米尔高原、昆仑山北坡和天山南麓西段，3月和7月分别是北疆融雪和南疆融雪（冰）洪水的高发月份。
近年来，卫星遥感监测高山融雪的变化是阶段性的，并没有看到山区积雪明显增多且长期维持的报告。具体来看，融雪变化与具体的降水和高温天气过程有关——当有大范围降水过程时，山区积雪会明显增加；当夏季南疆遇高温，山区积雪会融化，积雪面积会减少。
《知识分子》：这些极端事件给基础设施带来了什么挑战？
何清：暴雨引发的山洪，对于公路交通和水利设施造成严重威胁。
2018年，哈密的7.31特大暴雨中心降水量达到105.4-115.5毫米，山洪引发射月沟水库漫顶并局部溃坝，造成28人遇难，8700多间房屋及农田、公路、铁路、电力和通信设施受损，仅射月沟水库损失就1.7亿元，其它经济损失高达7.96亿元。
2021年7月28-29日，强降水叠加冰雪融水引发泥石流，造成喀什地区克州奥依盖孜至白沙湖景区一线有三处塌方，中巴公路中断。
目前，极端天气所造成的风险已经成为气象预报预警的重要内容，纳入应急业务体系。未来，极端天气及其衍生灾害是区域发展规划中必须重点考虑的问题，具体区域来看，北疆需重点防范春季伊犁州的中低山体季节融雪型洪水，南疆则应密切关注夏季高山冰湖溃决型和积雪、冰川融水型两类融雪（冰）型洪水。
2013年6月16～17日，南疆柯坪、温宿暴雨 | 受访者供图
“西北暖湿化” 是怎么回事？
《知识分子》：近来网络热议 “西北暖湿化” 及其影响，就南疆、新疆全境以及西北区而言，气象条件的整体趋势如何？
周天军：这并不是一个全新的论述。早在2002年，我国现代冰川学研究的开拓者施雅风先生就联合中国科学院和中国气象局组织了西北气候由 “暖干向暖湿” 转型问题评估 [4]。
当时，我国学者通过大量的调查和研究，发现从1987年开始，西北气候区出现了强烈的气候变化信号——从1950年代到1980年代后期，中国西部的气温呈波动变化，上升趋势不明显；但是从1987年之后，持续出现暖化倾向；20世纪后半叶，上升约1.0℃，上升速率达到0.2℃/10年。其中，新疆北部是升温最明显的地区之一。
另一方面，气候湿润度增加。例如，在经历了30多年水位下降之后，天山中部的博斯腾湖1987～2000年间水位上升3.5m。2002年8月，水位达到海拔1049.26m，超过了有器测记录以来的最高水位（1958年）1m，湖泊面积也扩大到1000km2以上。
新疆气候中心的最新监测数据表明，1961-2019年，新疆四季平均气温均呈显著上升趋势，年平均气温每10年升高0.30℃。冬季升温趋势最为明显，平均每10年升高0.38℃；春、秋次之，平均每10年分别升高0.32℃和0.30℃；夏季升温速率最小，平均每10年升高0.23℃ [6]。
就降水来说，整体呈增加趋势，其中以夏季最为显著，中心值每10年增加2.5~3.5% [3]。但进入21世纪以来，变化平稳、增加趋势不如前期显著。强降水事件明显增多，暴雨日数每10年增加12%，暴雨量每10年增加13%左右 [6]。
也就是说，西北变暖变湿的趋势，的确是不争的事实，尽管就降水总量来说依然十分有限。
图2：标准化的区域平均降水时间序列（黑线：格点化的观测资料，黑点线：台站资料，红线：再分析资料），西北地区99站夏季气候平均降水为0.713毫米/每天，1961-2010年期间夏季降水的增加趋势为0.025毫米/每天/每10年。
图a：西北(35-50N°, 74-96E°)区域平均结果；图b：西北地区西部 (WNW: 35-50N°, 74-96E°)区域平均结果 | 图源：文献[1]
《知识分子》：既然 “西北暖湿化” 得到了气象观测数据的支持，那么，会改变该区域整体的气候格局吗？
周天军：包括新疆在内的西北地区暖湿化有一个更大的背景，它不是一个局地现象，观测数据显示，降水增加的区域向西可以延伸到中亚地区的东部，与此同时，中亚北部的哈萨克斯坦则有显著的干旱化趋势。需要强调的是，尽管包括新疆在内的西北地区近几十年降水有增多的趋势，但由于该地区气候态降水量本身很低，年均只有50-70毫米，新疆干旱气候的格局依然不会改变。
