本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
随着德克萨斯州刚刚开始从飓风哈维造成的破坏中恢复，以及美国东南部为飓风艾尔玛即将到来做准备，人们自然而然地会问：人为造成的气候变化在这一切中可能扮演什么角色？
科学家们一直非常愿意就这个问题发表意见，但他们通常对应该从中提取的数据持有不同的看法，这有时导致了更多的困惑而不是启发。部分问题在于，至少有两种根本不同的方法来解决这个问题，它们反映了不同的哲学方法。
第一种方法是考虑起作用的简单物理过程以及它们可能扮演的角色。存在某些无可辩驳的联系，我们可以立即谈论，因为它们已经在总体上而非针对任何特定风暴进行了审查。
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例如，即使我们不能说别的，我们也可以得出结论，海平面上升促成了与近期主要飓风相关的沿海洪水：在2012年桑迪超级风暴中，纽约市炮台公园附近近一英尺，在飓风哈维中，大约半英尺。纽约市和新泽西州海岸附近看似不大的1英尺海平面上升，使得14英尺的类似桑迪的风暴潮更有可能发生，并导致额外的25平方英里的洪水和数十亿美元的额外损失。
这些风暴的强度不断增加又如何呢？在这方面，科学也相当有说服力。
无论我们是否看到更多的热带风暴（这是科学界持续研究的问题），我们都知道最强的风暴正在变得更强，每升高摄氏度，风速大约增加8米/秒。因此，全球、北半球、南半球、太平洋，以及现在的艾尔玛，在开放的大西洋中，有记录以来最强的飓风（以持续风速衡量）都在过去两年中被观察到，这不太可能是一个巧合。
更强的风暴不仅意味着更具破坏性的风，而且也意味着更大的风暴潮，从而加剧了海平面上升对沿海洪涝的影响。
此外，更温暖的海洋表面意味着大气中更多的水分。大气热力学的一个基本规则，即克劳修斯-克拉珀龙方程表明，海面温度 (SST) 每升高摄氏度，空气中的水分大约增加 7%。全球海面温度现在已经升高了近摄氏一度，因此，海面温度比正常水平高出几摄氏度的情况现在更为常见。异常温暖的海面温度促成了2011年飓风哈维和飓风艾琳的洪水威力。
其他联系则更为微妙。导致与哈维和艾琳相关的创纪录洪水的因素之一是风暴移动缓慢，这使得德克萨斯州东部和新英格兰分别持续降雨。这些风暴的缓慢移动得益于美国南部上空亚热带高压区域的扩大和向北移动的急流，气候模型模拟预测这是人为造成的气候变化的结果。还有一些初步证据表明，北极变暖可能有利于中纬度天气系统的停滞，但这仍处于科学的前沿，仍在研究中。
理解人类活动与极端天气之间联系的第二种方法涉及一种气候学“CSI”——运行气候模型的模拟，包括人类产生的温室气体增加的影响和不包括这种影响，寻求发现趋势并将所讨论的事件部分归因于这些增加。早在十年前，气候科学家们就有一个座右铭：“你不能将任何单一极端事件归因于全球变暖。”
然而，当政治家和记者开始重复这句话时，科学已经向前发展，以至于我们现在可以在概率意义上归因于个别事件。例如，如果一个服用类固醇的棒球运动员击出本垒打的次数增加了 20%，我们不能将某个特定的本垒打归因于类固醇。但我们可以说类固醇使本垒打发生的可能性增加了 20%。对于此处讨论的某些物理过程，可以将大气中二氧化碳的增加视为风暴的类固醇。
科学家现在经常评估全球变暖如何影响极端事件。虽然这些研究使用了多种方法，但它们都考虑了两个世界：一个是我们当前的世界，其中人类活动导致温室气体增加并导致变暖，另一个是没有当前温室气体引起的变暖水平的世界。大多数研究使用复杂的计算机模型，但有些研究只是将今天的状况与多年前温室气体水平较低时经历的状况进行比较。有些评估概率的变化，有些评估强度的变化，这有时会使结果的比较变得困难。另一个缺点是对全球变暖对特定事件的影响进行严格的科学评估需要数月才能确定——尽管一些研究小组正在努力解决这个缺点。
这些方法并非不相容或相互排斥——实际上，从哲学角度来看，它们是互补的。从简单的物理学推理可能会忽略一些细微的复杂性和“反馈”。例如，虽然克劳修斯-克拉珀龙方程表明，海面温度每升高摄氏度，空气中的水分大约增加 7%，但这忽略了一些其他可能的放大因素。风暴中更多的水分意味着更多的潜热，潜在的更强烈的风暴，具有更多的对流和更强的上升气流，从而导致更多的降雨。
与此同时，归因方法依赖于气候模型解决可能将气候变化和极端天气事件联系起来的所有物理过程的能力，其中一些物理过程可能非常微妙，并且可能无法在当前的模型中完全捕捉到（例如，将大气行为变化与北极海冰减少联系起来的物理学，或动态植被在调节土壤湿度和干旱中的作用）。在这种情况下，阴性结果——即未能将特定事件“归因于”气候变化的影响——可能仅仅反映了该方法的不充分性，而不是缺乏实际的物理联系。
我们需要使用工具箱中的所有工具来解决这些科学问题。然而，如果得出结论认为，我们必须等待正式的检测和归因研究结果，才能对正在发生的飓风的气候变化影响发表任何看法，那将是不谨慎的。我们基于物理学知道很多东西，我们应该清楚而立即地说明这些事情，因为它们可以提供见解，帮助指导人们开始恢复并为未来规划。