2021年7月17日至23日，一场罕见特大暴雨席卷了河南。城市、村庄成为泽国，医院停电、地铁灌水、河堤决口，拥有近1300万人口的省会郑州三天的降雨量接近往年全年，20日16时至17时的小时雨强更是打破了中国大陆气象观测记录历史极值，达到201.9毫米。气象学界将这场持续数日的暴雨称为“21·7”河南极端暴雨。
根据国务院灾害调查组公布的调查报告，2021年的这次特大暴雨灾害造成河南全省因灾死亡失踪398人，逾1400万人受灾，直接经济损失达1200.6亿元（约合165亿美元），其中郑州是受灾最为严重的地方。
近日，一支由中国科学家组成的研究团队，利用模型模拟的方法确认了气候变化与这次极端天气事件的联系：气候变化使这场暴雨的降水强度增加了7.5%。这一研究结果发表在了10月31日出版的《科学简报》（Science Bulletin）上。《科学简报》是中科院主管的多学科学术刊物。
灾难发生之后，人类活动造成的气候变化是否促成了这场罕见暴雨，成了媒体关注的焦点问题之一。财新、新京报等媒体当时采访的专家多表示，尽管气候变化与极端天气的发生存在密切联系，但是对于发生在河南乃至郑州这样中小尺度区域的极端天气，由于影响因素众多，因此归因复杂，难以给出确切结论。而上述研究对这一问题给出了直观且定量的回答。
具体来说，研究人员将模拟的时间设定为7月19日-21日这三天，利用4km水平分辨率的气象研究与预报模型进行了四组模拟试验。
第一组为标准天气后报模拟（A2021），另外三组试验分别代表了没有人类活动导致的气候变化的情况（N2021）——即对照组，以及在低排放情景（SSP1-2.6)和中排放情景（SSP2-4.5）下对未来情况的预测。所谓后报，即研究者将既往事件的相关数据输入模型，比较输出结果与已知结果的匹配程度，以此检验模型是否有效。在A2021中，模拟结果准确地复现了河南暴雨的情况。
而根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的第六次评估报告对各个排放情景的设定，SSP1-2.6意味着全球碳排放在2025年前就开始下降，且将在2050年后实现碳中和，到本世纪末，全球温度将比工业化前高到1.8℃；SSP2-4.5则意味着当前全球碳排放水平将持续到2050年，随后开始下降，但到本世纪末不会实现碳中和，与此同时全球的温升将达到2.7℃。
所有试验只有温度、湿度等确定天气系统热力学状态的参数的不同，因此模拟结果的差异可以归因为人类活动导致的变暖和变湿。
随着气候变暖，我们发现发生更严重事件的风险在系统性地增加。
根据A2021与N2021模拟结果的差异，研究人员发现人类活动导致的气候变暖和变湿使得河南暴雨的降雨强度增加了大约7.5%，原因在于人类活动导致的海洋表面温度升高令更多的水汽蒸发到大气中，而这些水汽易被当时西北太平洋上的两个台风——烟花（In-Fa）和查帕卡（Cempaka）所输送。而且在更温暖的气候下，更湿的风暴内部会释放出更多的潜热，从而使得对流变得更加剧烈。
“考虑到”21·7”河南暴雨的极端性，7.5%的降水增加不是一个小量。此外，7.5%的降水增加是整个河南省区域平均的结果，部分降水增加多的地区能达到15-20%。因此，全球气候变暖对’21·7’河南暴雨的影响不容忽视”，论文作者之一、中科院大气物理研究所副教授王君说。
研究人员指出，尽管4km的分辨率可以满足在河南省尺度上的归因研究，但是这一分辨率还不足以解决地方尺度的归因问题，因为难以确定特定地形对对流的影响。而这可能也是造成实际观测到的河南最大降雨中心在中北部（左图），而模型模拟的河南最大降雨中心则在南部（右图）的原因。
不过研究人员也表示，尽管更高的水平分辨率可能能够更好地模拟当地对流情况，但是这样做的计算成本太高也过于耗时，而且对省级尺度上的定量归因影响也非常有限。
为了评估气候变化对未来可能发生的极端降雨的影响，研究人员还分别模拟了SSP1-2.6和SSP2-4.5两个排放情景下，本世纪末极端降雨的强度，结果发现，3天的总降雨量将分别比2021年令人恐怖的降雨量还要高出14.3%和21.9%。
此外，研究人员发现由于历史既有排放造成的变暖和变湿可能已经让灾难性的极端小时降雨事件（100mm/h）的发生概率翻了一倍（从0.0021%到0.0049%），而在更高的排放情景下，到本世纪末，极端降雨事件发生概率还会在当前的基础上再翻4倍（从0.0049%到0.0203%）。
“随着气候变暖，我们发现发生更严重事件的风险在系统性地增加。“研究人员在论文中写道。
