气候变化主要由人类向大气层排放的温室气体驱动，这些气体截留了更多太阳能量，从而增加了极端天气事件的发生概率——包括持续时间更长、强度更大的热浪和干旱，以及异常强降水。然而，这类事件在历史上并非没有先例，我们究竟如何判断某次具体的气象灾害是否因气候变化而变得更加可能发生？
这一问题与建筑规范、灾害预防等诸多领域息息相关。美国国家科学院（NAS）周四发布的一份报告带来了一个好消息：气候归因领域正日趋成熟，能够以远超十年前的信心回答上述问题。与此同时，报告也指出了该领域目前仍存在的重要局限，并提出了相应的改进建议。
总体来看，这份报告清晰表明，气候归因是一门正规的主流科学。然而，化石燃料行业将此视为威胁，认为这可能使追究相关企业损害赔偿责任变得更加容易。这一局面引发了强烈的政治反弹——美国国会共和党人及多个州政府已开始威胁削减国家科学院的资金。
归因科学的运作方式
热浪、强降水及其他极端天气事件贯穿了地球的整个历史。自上一个冰期结束以来，人类一直受益于相对稳定的气候，历史极端事件通常处于较为有限的范围之内。但随着人类熟悉的稳定气候逐渐被打破，超出正常变率范围的事件将不可避免地增多。我们能否在这些事件发生时将其识别出来？
气候归因科学正是为了回答这一问题而发展起来的。其基本方法是：识别与某一气象事件相关的主要大气特征，然后在两种情景下的气候模型中对比这些特征出现的频率——一种是当前的实际大气条件，另一种是假设人类没有排放温室气体的情景。两种情景下频率的差异，即可作为气候变化影响程度的度量指标。
这一方法经过同行评审，已被广泛用于分析各类气象事件，其中许多事件均显示出气候变化的"指纹"（在某些情况下甚至是"拳印"）。当然，也存在方法无法给出清晰结论的案例。
理解气候变化在这些事件中所扮演的角色，不仅仅是满足公众的好奇心，更具有重要的政策价值。大量基础设施和法规的制定依据，来自我们过去观测到的历史规律。一旦这些规律不再适用，诸多规范都需要更新——例如，应对典型降水所需的排水能力标准，或道路材料需要承受的最高温度阈值。
十年进步与现有局限
基于上述政策意义，国家科学院此次受托评估归因领域的现状并不令人意外。实际上，NAS早在2016年就曾就该领域开展过评估，而十年后的今天，NAS再次对这一领域的发展进行了全面审视。
报告对当前方法论框架做了系统梳理，并指出该领域在过去十年取得了显著进步。报告作者写道："通过不断积累的观测和模型证据，对长期理论预期的物理认知得以深化，加之更先进的数值模式、更丰富的观测数据集以及机器学习等统计技术的引入，极端事件归因的基础得到了显著加强。"
目前，该领域主要在两种方法框架下开展研究：一是"概率归因"框架，重点分析气候变化如何改变同类事件发生的概率；二是"情景叙事"框架，更侧重于对具体气象事件的特征进行细化描述，以及对促成这些事件的大气条件进行分析。后者尤其适用于热带气旋等发生频率较低但影响显著的事件类型。
然而，该领域仍面临若干明显局限。最根本的瓶颈在于历史数据的匮乏——卫星时代之前的气象监测并不系统，全球南方地区的长期记录尤为稀缺。此外，许多极端天气现象发生在小尺度空间内，如雷暴动力或龙卷风形成过程，而现有气候模型的最小网格单元仍达50至100公里，难以有效捕捉这些细节。
上述限制造成了报告所指出的"信心鸿沟"：我们对气候变化影响气温和降水极端事件的把握相当高，但对野火、强对流等现象的归因信心则低得多。涉及复合型事件（如极端干旱期间发生的野火）及厄尔尼诺等随机过程与极端事件交织的情景，同样难以准确解读。
报告的建议与影响
报告提出了若干改进建议，包括：加强对全球南方地区气象记录的收集，探索利用非仪器代用资料（如极端风暴在内陆留下的沙层）重建历史数据；推动高分辨率（公里级）气候模型的发展；并将气溶胶、灌溉和土地利用变化等人类活动因素纳入更系统的考量。
报告还专门探讨了一个近年来备受关注的子领域——极端事件影响归因（EEIA）。这一方向旨在量化气候变化引发的极端事件所造成的实际损失。该方法通过构建"影响响应函数"或基于过程的影响模型，追踪事件强度与损害程度之间的非线性关系。例如，洪涝损害往往在水位超过堤岸等关键阈值时呈现出阶跃式增加，而非线性上升。
报告对此提出两项建议：研究人员应对相关不确定性保持高度透明，并着力开发能够服务于灾害预防实践的分析工具——仅仅知道某类极端天气事件可能发生，远不如明确哪些风险因素最为关键来得有用。
化石燃料行业的政治反弹
撇开技术细节不谈，这份报告最重要的意义在于：气候归因是一门正规科学。研究人员围绕一个核心科学问题进行了深入探索，所形成的知识与工具又被应用于更广泛的问题研究。在某些方向上，这一过程已取得立竿见影的成效，但在另一些方向上，仍有大量工作有待完成。
从这个角度来看，很难理解为何有人会对这份报告的问世感到警惕——除非因为化石燃料行业将其视为切实威胁。该行业目前面临大量诉讼，指控其误导公众并对气象事件造成的经济损失承担责任。一旦气候归因被法庭确认为可采信的科学证据，相关诉讼的胜算将大幅上升。
这一局面更因国家科学院本身已深陷政治争议而趋于复杂——此前，多个州官员要求删除其一份涉及科学在司法实践中应用的报告中的气候章节，遭到国家科学院拒绝，进而引发了上文提及的资金威胁。
尽管面临重重压力，这份报告已正式发布。化石燃料行业的担忧是否会在法庭上成为现实，或许还需数年时间才能见分晓。但可以预见的是，在此期间，针对气候归因科学本身的攻击将持续不断。
Q&A
Q1：气候归因科学是如何判断某次极端天气是否由气候变化引发的？
A：气候归因科学通过识别与某一气象事件相关的主要大气特征，然后在气候模型中对比两种情景——当前实际大气条件与假设没有人类温室气体排放的情景——下这些特征出现的频率差异，从而量化气候变化对该事件的影响程度。这一方法已经过同行评审，被广泛应用于各类极端天气事件分析。
Q2：气候归因领域目前面临哪些主要局限？
A：主要有三大局限：一是历史数据匮乏，尤其是全球南方地区卫星时代前的气象记录不完整；二是现有气候模型的网格分辨率（50至100公里）难以捕捉雷暴、龙卷风等小尺度极端事件；三是复合型事件（如干旱期间的野火）和厄尔尼诺等随机过程与极端天气交织时，归因分析的难度大幅增加。这些限制导致不同类型事件的归因信心存在显著差异。
Q3：化石燃料行业为何反对美国国家科学院的气候归因报告？
A：化石燃料行业将这份报告视为法律威胁。该行业目前面临多起诉讼，指控其误导公众并对极端天气造成的经济损失负责。气候归因报告将归因方法确认为成熟的主流科学，可能使法庭更倾向于将其作为有效证据采纳，从而增加行业败诉风险。这也是共和党议员和部分州政府向国家科学院施压、威胁削减其资金的背景原因。
