天氣越來(lái)越熱是一個(gè)復(fù)雜的全球系統(tǒng)性問(wèn)題?？茖W(xué)界普遍認(rèn)定，地球正進(jìn)入一個(gè)加速變暖的階段。
2025年的夏天，人們對(duì)“熱”的感知已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了往年?？照{(diào)成為許多城市全天候的“生命線(xiàn)”。很多人忍不住感嘆：“今年似乎比往年更熱。”這種直觀(guān)的體感并不是錯(cuò)覺(jué)，而是有科學(xué)數(shù)據(jù)為支撐的。世界氣象組織（WMO）發(fā)布的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2023年至2025年，全球平均氣溫連續(xù)三年創(chuàng)下歷史新高，尤其是2024和2025年，氣溫異常上升的趨勢(shì)已經(jīng)超越了此前氣候模型的預(yù)估范圍。
上圖：2025年8月，南京高溫天氣持續(xù)，民眾涌入水上樂(lè)園戲水享清涼。
越來(lái)越熱的世界
在中國(guó)，上海成為全球氣候變化下的一座“火爐”。今年夏天，上海經(jīng)歷了“99年來(lái)最熱的夏天”。截至9月16日，高溫天數(shù)達(dá)到52天，追平了去年創(chuàng)下的“史上第二多”紀(jì)錄。即便已經(jīng)入秋，炎熱仍然沒(méi)有結(jié)束。與之相伴的是，空調(diào)使用量飆升，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷屢屢刷新紀(jì)錄。全球氣候變暖、極速城市化進(jìn)程與日益加劇的城市熱島效應(yīng)這三股強(qiáng)大力量，讓上海的高溫不僅是一個(gè)局地現(xiàn)象，而是整個(gè)中國(guó)東部大范圍“鐵板燒”城市被熱浪炙烤的一個(gè)縮影。
北方同樣遭受高溫考驗(yàn)。河北、河南的部分地區(qū)，氣溫連續(xù)多天逼近40℃，農(nóng)田里的玉米因?yàn)槿彼煽菥砬?，村?zhèn)的河道幾近干涸。由于干旱與高溫疊加，一些村莊不得不啟動(dòng)應(yīng)急供水措施。
與北方的干熱不同，南方城市的極端天氣更多表現(xiàn)為高溫與暴雨的交替。在廣州和深圳，今年夏季短時(shí)強(qiáng)降雨頻繁來(lái)襲。一場(chǎng)僅持續(xù)三個(gè)小時(shí)的暴雨，就能讓城市的主干道積水半米，車(chē)輛拋錨，地鐵一度停運(yùn)。居民調(diào)侃說(shuō)：“上午是蒸籠，下午是水簾洞?！边@種“晴天酷熱、陰天暴雨”的極端反轉(zhuǎn)，讓南方居民切身感受到天氣的異常。
上圖：“樺加沙”成為今年以來(lái)的“風(fēng)王”，我國(guó)多地加強(qiáng)應(yīng)對(duì)強(qiáng)風(fēng)暴雨天氣。
這種極端場(chǎng)景不僅出現(xiàn)在中國(guó)，也遍布全球。歐洲的夏天被稱(chēng)為“地獄模式”，西班牙和法國(guó)氣溫突破45℃，葡萄大面積枯死，醫(yī)院急診涌入大量中暑患者。北美則在高溫和山火之間掙扎，加州多起山火吞噬大片林地，煙霧擴(kuò)散至數(shù)百公里外。中東出現(xiàn)了“沙漠洪水”，沙特、阿聯(lián)酋的暴雨讓城市瞬間癱瘓，汽車(chē)被沖走，居民感嘆“像世界末日”。在南亞，印度德里突破50℃，而孟加拉國(guó)則遭遇季風(fēng)洪水，數(shù)百萬(wàn)人被迫遷移。
極地也未能幸免?？茖W(xué)家監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，北極海冰范圍再創(chuàng)歷史新低，格陵蘭冰蓋的消融速度加快，融水不斷注入北大西洋?？蒲腥藛T在極地探險(xiǎn)時(shí)甚至記錄下冰川斷裂的轟鳴聲，這種宏大的自然現(xiàn)象背后，是海平面加速上升的隱憂(yōu)。對(duì)于沿海城市來(lái)說(shuō)，這意味著更頻繁的風(fēng)暴潮和更嚴(yán)重的海岸侵蝕。
2025年的種種現(xiàn)象表明，天氣不僅僅是“熱”，而是進(jìn)入了一種極端化、動(dòng)蕩化的模式。人們發(fā)現(xiàn)，“越來(lái)越熱”不只是多開(kāi)幾臺(tái)空調(diào)就能解決的問(wèn)題。這些極端天氣對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)，可能是難以忍受的酷暑或一場(chǎng)突如其來(lái)的暴雨。但是對(duì)于社會(huì)而言，則是城市能源系統(tǒng)、交通運(yùn)行、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、公共健康的全面挑戰(zhàn)。
越來(lái)越熱背后的多重原因
天氣越來(lái)越熱是一個(gè)復(fù)雜的全球系統(tǒng)性問(wèn)題?？茖W(xué)界普遍認(rèn)定，地球正進(jìn)入一個(gè)加速變暖的階段。“全球平均氣溫在過(guò)去幾十年持續(xù)上升，近十年的升溫速度明顯加快。”華東師范大學(xué)地理科學(xué)院的李超教授接受《新民周刊》采訪(fǎng)時(shí)直言，“從工業(yè)化前1850—1900年到2011—2020年，全球平均氣溫已經(jīng)上升約1.1℃。過(guò)去十年的速率接近每十年上升0.25℃，這是觀(guān)測(cè)記錄以來(lái)最快的?！?/span>
導(dǎo)致變暖的首要原因，是溫室氣體的長(zhǎng)期累積。自工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)燃燒煤炭、石油和天然氣，向大氣排放二氧化碳、甲烷和氧化亞氮。NASA監(jiān)測(cè)顯示，大氣中二氧化碳濃度已超過(guò)420ppm，比工業(yè)化前增加近50%。這些氣體猶如一層巨大的“棉被”，鎖住地球輻射出的熱量，讓全球溫度逐年攀升。
李超教授進(jìn)一步解釋道：“科學(xué)證據(jù)表明，當(dāng)前工業(yè)化驅(qū)動(dòng)的變暖速率前所未有，其主要原因就是溫室氣體排放增加。它打破了地球能量平衡，讓更多熱量滯留在大氣和海洋中，導(dǎo)致極端事件增多增強(qiáng)?！?/span>
其次，過(guò)去幾十年，人類(lèi)的工業(yè)活動(dòng)排放了大量氣溶膠顆粒（如硫化物、粉塵等），這些微小顆粒物能夠反射部分太陽(yáng)輻射，從而對(duì)地球起到“遮陽(yáng)傘”的作用。然而，隨著各國(guó)推進(jìn)大氣污染治理，空氣質(zhì)量逐漸改善，氣溶膠的濃度明顯下降。這本是環(huán)境保護(hù)的成果，但是卻失去了部分冷卻效應(yīng)，讓溫度上升的速度更加明顯。
2024年底至2025年初的一次強(qiáng)厄爾尼諾再次推高全球氣溫。赤道太平洋海溫持續(xù)偏高，擾動(dòng)大氣環(huán)流，給亞洲、北美和歐洲帶來(lái)異常天氣。厄爾尼諾和拉尼娜是赤道太平洋海水異常升溫或降低引發(fā)的大氣環(huán)流擾動(dòng)現(xiàn)象，它會(huì)使全球氣候系統(tǒng)變得更加不穩(wěn)定。對(duì)此，李教授提醒：“厄爾尼諾和拉尼娜確實(shí)會(huì)讓某些年份偏暖或偏冷，但它們是周期性的，不會(huì)造成長(zhǎng)期趨勢(shì)性的氣候變暖。不過(guò)，當(dāng)他們疊加在長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)之上時(shí)，往往會(huì)放大極端天氣的影響?！?/span>
值得注意的是，變暖并不意味著所有地方都更熱，而是極端天氣更加頻繁。比如，在全球氣溫整體升高的同時(shí)，北美和歐洲部分地區(qū)卻出現(xiàn)了反常的寒潮。李教授解釋說(shuō)：“變暖會(huì)擾動(dòng)極地渦旋和急流，使冬季冷空氣更容易南下，導(dǎo)致一些地方出現(xiàn)極端寒潮。”于是，我們?cè)谕粋€(gè)地球上看到“歐洲高溫破紀(jì)錄”和“美國(guó)暴雪肆虐”的奇特畫(huà)面。
與此類(lèi)似的是沙漠洪水這樣的現(xiàn)象。沙特、阿聯(lián)酋的洪水案例說(shuō)明，氣候變暖讓大氣能夠容納更多水汽。一旦條件合適，極端降水就會(huì)傾瀉而下。李教授補(bǔ)充道：“干旱地區(qū)由于常年降水偏少，防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施普遍不足，一旦遭遇強(qiáng)降雨就容易超出排水能力，引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害?！?/span>
李超教授指出，中國(guó)未來(lái)將面臨多重氣候風(fēng)險(xiǎn)：華北旱澇急轉(zhuǎn)、華南臺(tái)風(fēng)更強(qiáng)、青藏高原冰川加速消融，可能引發(fā)山洪與滑坡。他提醒：“未來(lái)幾十年，中國(guó)將面臨更多、更強(qiáng)的極端天氣事件?！痹趹?yīng)對(duì)上，他提出分層建議：國(guó)家需強(qiáng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型；城市建設(shè)海綿和韌性城市；社區(qū)提升防暑和應(yīng)急能力。
對(duì)未來(lái)十年，他直言氣候仍將持續(xù)變暖，災(zāi)害頻率和強(qiáng)度上升?！拔易顡?dān)心的是氣候變化突破當(dāng)前社會(huì)系統(tǒng)的適應(yīng)邊界?！彼詈髲?qiáng)調(diào)，公眾應(yīng)理性面對(duì)：關(guān)注預(yù)警、做好應(yīng)急儲(chǔ)備、踐行低碳生活?！斑@樣既能保護(hù)自己和家人，也能通過(guò)集體行動(dòng)提高整個(gè)社會(huì)的應(yīng)對(duì)能力。”
上圖：2025年8月13日，某地的溫度計(jì)顯示氣溫超過(guò)40度，酷熱難耐。
AI如何助力天氣預(yù)報(bào)？
在越來(lái)越極端、越來(lái)越難以預(yù)測(cè)的氣候環(huán)境中，人們比以往任何時(shí)候都更需要精準(zhǔn)、快速的天氣預(yù)報(bào)。傳統(tǒng)的數(shù)值模式天氣預(yù)報(bào)（NWP）依賴(lài)復(fù)雜的物理公式和超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算，從大氣動(dòng)力學(xué)到熱力學(xué)方程，一個(gè)預(yù)報(bào)往往需要消耗數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。雖然這種方法在過(guò)去幾十年里不斷進(jìn)步，但在局地極端天氣的預(yù)測(cè)上依舊存在短板。比如突發(fā)的短時(shí)暴雨、臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的變化，傳統(tǒng)數(shù)值模式常常顯得“慢半拍”。這正是人工智能登場(chǎng)的契機(jī)。
近年來(lái)，AI在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)際科研的熱點(diǎn)。歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）開(kāi)發(fā)了深度學(xué)習(xí)模型AIFS，谷歌DeepMind推出了GraphCast，均在十天左右的天氣預(yù)報(bào)精度上取得突破。AI的優(yōu)勢(shì)在于，它可以利用海量歷史數(shù)據(jù)，有效捕捉大氣運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并在極短時(shí)間內(nèi)生成預(yù)測(cè)結(jié)果。與傳統(tǒng)模式相比，AI預(yù)報(bào)往往只需幾秒鐘。更重要的是，它能夠通過(guò)不斷的訓(xùn)練和迭代，逐漸優(yōu)化對(duì)極端天氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度。
在這樣的背景下，中國(guó)的伏羲氣象大模型脫穎而出。由復(fù)旦大學(xué)和上?？茖W(xué)智能研究院（上智院）團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的伏羲模型，在2024年迎來(lái)了重大升級(jí)——伏羲2.0。這個(gè)版本不僅在科研指標(biāo)上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，更在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上邁出了關(guān)鍵一步。
“我們最早的版本兩年前推出，去年6月升級(jí)到2.0，在中國(guó)氣象局組織的人工智能天氣預(yù)報(bào)模型示范計(jì)劃中，我們的綜合成績(jī)是第一名?！狈耸紫茖W(xué)家趙洋洋在接受《新民周刊》采訪(fǎng)時(shí)介紹，“在中期（15天）和次季節(jié)（60天）的預(yù)報(bào)時(shí)效上，我們已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。”
伏羲2.0的最大突破在于預(yù)報(bào)時(shí)效和分辨率的提升。它能夠提供15天的高精度預(yù)報(bào)，空間分辨率從0.25°提升到0.1°，時(shí)間分辨率則從6小時(shí)縮短到1小時(shí)。這意味著，伏羲2.0不僅能更早發(fā)現(xiàn)極端天氣苗頭，還能更細(xì)致地描繪某個(gè)地區(qū)的氣象演變軌跡。
“我們采用了級(jí)聯(lián)模型結(jié)構(gòu)，通過(guò)分階段微調(diào)來(lái)控制誤差隨時(shí)間的增長(zhǎng)?！壁w洋洋解釋道，“這樣就能在長(zhǎng)時(shí)段預(yù)報(bào)里保持穩(wěn)定性，不至于像傳統(tǒng)模型那樣預(yù)測(cè)越久偏差越大?！彼€特別提到，在臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)方面，伏羲2.0已經(jīng)明顯優(yōu)于國(guó)際常用的數(shù)值模式。“臺(tái)風(fēng)路徑能預(yù)測(cè)準(zhǔn)，其實(shí)對(duì)沿海城市和航運(yùn)行業(yè)意義非常大，可以幫助沿海地區(qū)更早部署防災(zāi)措施?！?/span>
更值得關(guān)注的是，伏羲2.0并不僅僅停留在科研層面，而是積極走向了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。趙洋洋舉例說(shuō)：“我們和中遠(yuǎn)海運(yùn)的合作就是一個(gè)典型案例。過(guò)去，遠(yuǎn)洋氣象導(dǎo)航長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外廠(chǎng)商?，F(xiàn)在我們提供逐小時(shí)、0.1°分辨率的預(yù)報(bào)，有效助力了中國(guó)自主可控遠(yuǎn)洋導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)。”
在新能源行業(yè)，伏羲與南方電網(wǎng)合作，提供高精度的風(fēng)速和輻照預(yù)測(cè)。趙洋洋透露：“新能源功率預(yù)測(cè)精度每提高1個(gè)百分點(diǎn)，就能為西北的一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)每年減少數(shù)十萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。氣象大模型的高精度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為新能源高效消納提供了有力支撐?！?/span>
可以說(shuō)，伏羲2.0不僅僅是一個(gè)氣象大模型，更是一個(gè)社會(huì)公共工具。它既能幫助科學(xué)家從“上帝視角”理解天氣系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)行機(jī)制，也能助力企業(yè)、政府和社區(qū)提前制定切實(shí)可行、可擴(kuò)展的解決方案。
閱讀原文
記者丨陳冰 李思尋
來(lái)源丨新民周刊
編輯丨王越月
編審丨戴琪
