5月15日,广州遭遇短时强降雨,越秀区北京街道录得最大累积雨量153.7毫米,最大小时雨强117.6毫米,五羊新城、东圃大马路等多处“水浸街”,车辆通行困难,网友戏称“重生之我在广州开船”。而就在这场暴雨前不久,华南理工大学未来水利交叉团队在国际顶级期刊《Nature》(《自然》)发表了题为《Enhanced response of extreme compound events to cumulative CO₂emissions(极端复合事件对累积二氧化碳排放的响应增强)》的研究论文,首次提出“TCoRE”(复合事件对累积二氧化碳排放的瞬态响应)新指标,填补了联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估体系的长期空白。这项研究成果也恰好为近期广州暴雨提供了科学的解读。

历时5年跨国攻关,填补国际研究空白
这项研究由华南理工大学团队联合北京大学朴世龙院士和张尧研究员团队、法国科学院Philippe Ciais院士团队,历时约5年完成。“如果说传统指标TCRE回答的是‘每排放一定量二氧化碳,全球平均气温会上升多少’,那么我们的TCoRE指标回答的就是‘每排放一定量二氧化碳,复合极端事件的风险会增加多少’。”论文第一作者、华南理工大学李军副教授打了个比方:“传统研究看的是平均状态,像吃馒头,平时吃一个就饱了,血糖线性上升,但如果你心情很差,吃一个馒头血糖就可能飙升。同样的碳排放增量,对极端复合天气的‘刺激’远比对平均温度的刺激更猛烈。”也就是说,随着碳排放量的增加,普通“又热又下雨”的天是慢慢变多,但几百年一遇的特大暴雨叠加高温天气,碳排放每多一点,极端复合事件就越频繁、越猛烈。

通过大量的CMIP6全球地球系统模式模拟和真实观测数据约束验证,研究团队得出了一个重要结论:当前气候模型系统性低估了未来复合极端事件的发生风险,低估幅度达到37%—75%。纳入复合极端事件后,全球剩余碳预算比传统估计更加有限,这意味着应对气候变化的形势比此前预想的更为严峻。

“我们的研究强调,复合极端事件和累积CO₂排放之间存在明确联系:排放越多,严重复合事件增加越快。因此,减排不是抽象概念,而是在降低未来广州乃至全球城市遭遇复合极端天气的长期风险。”李军特别解释,减少碳排放对气候的影响是“年代际尺度”的,并非今天践行了低碳生活,明天就不会有极端复合事件,而是从长远来看,会影响未来极端复合事件的概率,因此每个人的点滴行动都在为守护家园贡献力量。

“复合极端事件”不是雨更大,而是“多个风险同时放大”
近期广州的暴雨是否属于研究中的“复合极端事件”?“严格来说要看它是否同时伴随高温、高湿、强对流、大风、城市内涝等多个危险因子。”李军表示,“如果只是单一强降雨,它是暴雨事件;但如果暴雨发生在高温高湿背景下,并叠加短时强降水、排水超负荷、交通暴露和城市热环境影响,就更接近我们所说的‘复合极端事件’。”
李军解释,复合极端事件和单一暴雨最大的不同,不只是“雨更大”,而是“多个风险同时出现、相互放大”。暴雨会造成水浸街、交通中断;高温高湿会增加人体热应激,让人在几分钟内就出现中暑症状;如果再叠加强对流、大风、排水不畅,就会使城市运行和居民安全面临更高压力,这就是复合极端事件带来的风险。
本论文通讯作者、华南理工大学教授王兆礼补充道:“近年来,随着气温上升,大家明显感觉到极端气象事件在增多,总的降雨量变化不大,但极端事件造成的灾害影响越来越大。像香港2023年‘9・7’特大暴雨,就属于极端降雨叠加风暴潮、高温的复合事件,给大湾区城市造成了严重损失。”

以往大家遇暴雨只担心“会不会被淹”,如今还要同时警惕“热、湿、闷、堵、停电、交通受阻”等叠加带来的新风险。
龙舟水来临!街坊出门不能只看“下不下雨”
眼下,广东已进入“龙舟水”集中期(5月21日至6月20日),气象部门预计广州将出现5次降水过程。今年“龙舟水”会不会更猛?
“目前气象部门预测广东今年‘龙舟水’总雨量可能略多于历史同期,降水集中期容易发生局地暴雨洪涝灾害。但具体到广州某一天、某个街区是否会发生复合极端事件,还需要依赖短临预报和实时监测,不能简单说一定更频繁或更剧烈。”李军解释道,但团队研究发现,从中国乃至整个亚洲区域来看,复合事件对碳排放的响应持续增强。在同等碳排放增量下,广州未来遭遇“又热又下雨”这种极端复合天气的概率和强度,都可能比传统预估更高。

街坊该怎么防?王兆礼教授给出了具体建议:
第一,出门不能只看“下不下雨”,还要看气温。夏季在广州出门,不能只看暴雨预警,一定要同时关注高温预警。“如果暴雨红色预警和高温橙色预警同时出现,它并不只是两个预警简单相加,而意味着人体健康、交通安全、城市排水和电力系统可能同时承压,风险通常会更高。”他特别说明,广东高温橙色预警意味着24小时内最高气温将升至或已达37℃以上,暴雨红色预警则对应短时间内极强降雨风险,两者叠加时尽量减少不必要外出。
第二,避险要有新意识。不要涉水通行,不要在地下空间、涵洞、隧道、低洼路段停留,不要靠近积水中的电箱、电线杆。此外,高温高湿环境下要警惕中暑和体力透支。即使在室内也要注意通风降温,提前准备好充电宝、饮用水和少量应急食物,应对可能出现的短时停电和交通受阻。
对广州治水启示:不能再“照旧设计”了
广州这些年大力建设海绵城市、推进清污分流,东圃大马路渠箱工程2025年5月刚全线通水,排水标准提升至5年一遇。但5月15日广州暴雨仍导致多区水浸,可见,极端降雨强度已超出部分区域现有工程防御标准。
“广州未来不能只按历史降雨标准‘照旧设计’。”王兆礼直言,“排水系统和海绵城市建设应更多采用面向未来气候风险的标准,把短历时强降雨、复合高温暴雨、珠江潮位顶托、城市扩张和极端事件非线性增强考虑进去。基础设施要为未来更复杂、更强的复合风险留出安全冗余。”

在科研成果转化方面,团队也取得突破。由中国工程院院士、华南理工大学唐洪武教授领衔团队,联合香港渠务署合作研发的“香港智慧水浸预测及预警系统-淼弈析”项目,刚斩获第51届日内瓦国际发明展金奖。该系统依托可解释人工智能技术,能提前2小时精准预测全域洪涝演进,计算效率比传统物理模型提升上百倍,目前已在香港落地应用。王兆礼教授表示,未来将针对复合灾害开展更深入的研究,“希望这些成果能更好地服务大湾区。”
文丨记者 陈亮 实习生 杨月华
图丨受访者提供