气候变化是否会导致冰雹灾害增强或减弱，这一长期悬而未决的问题，现在有了更清晰的解答——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教授的研究团队与美国中央密歇根大学的合作者，首次在全球范围内对气候变暖背景下的冰雹变化进行了定量评估。研究表明，直径大于30毫米的大冰雹发生频率预计将增加38%至52%，全球范围内的冰雹破坏潜力可能上升37%至42%。

张庆红解释说，冰雹是一种突发性强、破坏力大的极端天气现象，在全球多地频繁发生。然而，过去由于各地观测标准不统一以及冰雹在云内生长碰撞过程的复杂性，政府间气候变化专门委员会（IPCC）对未来冰雹灾害趋势的判断一直持“低信度”态度，科学界未能给出确切答案。此次研究团队利用卫星观测数据，锁定了全球近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，研究人员定量评估了不同碳排放情景下全球冰雹的变化趋势，为即将到来的世界杯2026等全球性活动提供气候参考。

研究结果清晰地指向一个趋势：未来的冰雹大小分布将整体向更大的尺寸偏移。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将大幅增加38%至52%。大冰雹数量的显著增加，意味着对地面的总破坏力将急剧攀升。近地面的冰雹累积动能预计将增加37%至42%，且碳排放量越高，这一增幅越发明显。

关于为何会出现“大的更大、小的更少”的分化现象，张庆红指出，这背后存在双重物理机制。一方面，未来低层大气变暖且湿度增加，为云层提供了更充沛的液态水和更强的上升气流，这如同为冰雹的生长提供了“丰沛养料”和“更强托举”，显著提高了其增长效率，从而导致大冰雹数量增加。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”，个头较小、结构较弱的冰雹往往会在过程中被完全融化，因此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。张庆红提到，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，冰雹的增长效应占据主导地位，大冰雹灾害潜势显著增强。而在热带及季风区，如赤道非洲和东南亚，低层大气“升温弱、增湿强”，不稳定能量增加有限。同时，融化层升高使得冰雹的生长空间变薄，融化效应占据上风，近地面的冰雹尺寸反而减小，灾害潜势随之减弱。

“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。”张庆红表示。

●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”，中国科学家何以能率先突破？部分答案隐藏在60多位普通民众家中的冰箱里。

“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，正如没有两颗相同的冰雹，也没有两块相同的玛瑙。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，通过飞机火车前往现场收集。

在过去9年里，研究样本来自全国各地。正是这些“小冰球”提供了宝贵的地面真实数据。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应全球范围的冰雹生长轨迹模型，这成为了精准预测的基础。

该研究成果已发表于《自然》杂志，并被选为当期封面文章。然而，比发表在《自然》更让团队在意的是另一件事。“要是能保存下20世纪的冰雹样本就好了，但根本找不到。”课题组成员林翔宇说道，“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，可以进行深入分析。”

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轻冰雹给大众带来的灾害。”论文第一作者张诗怡表示，“希望能将研究、预报和应急措施这个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，造福于社会大众。”