稳定增温VS瞬变增温 谁将导致更强的陆地季风降水?
来源:中国气象报   发布时间:2020-10-28
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  本期嘉宾:南京信息工程大学博士 曹剑

  南京信息工程大学教授 赵海坤

  采访人:中国气象报记者 宛霞

  本期观点:

  开展稳定增温和瞬间增温过程下天气和气候影响差异研究具有现实意义。

  二氧化碳排放增加造成的瞬间增温将导致更强的陆地季风降水。

  随着温室气体排放的增多,全球变暖已是不争的事实。为此,《巴黎协定》提出了更为严苛的全球控温目标,希望能够减缓全球增温速度。

  一项最新研究显示,当下,开展稳定增温和瞬变增温过程下天气和气候影响差异的研究,分析其对陆地季风降水的影响,将使人们加深对季风区洪涝灾害风险的了解,从而有助于防灾减灾部署和调整国家能源政策,也对经济社会发展规划和人类可持续发展具有长远意义。

  稳定增温和瞬变增温影响研究现实意义重大 

  “在《巴黎协定》中,世界各国达成一致,在工业化前水平上把全球平均气温升幅控制在2℃之内,向1.5℃温控目标努力,以降低气候变化风险。为此,联合国政府间气候变化专门委员会着重强调了达到1.5℃/2℃温升目标稳定增温过程,即通过节能减排措施,使全球增温在本世纪下半叶能够稳定在此温度目标。”曹剑说,在这种增温过程下,全球气候将如何变化成为当前研究的热点之一。

  当下,世界各国已通过节能减排等措施减少温室气体排放,从而努力达到既定的全球控温目标。然而,对于同一目标,气候系统的响应可能会出现至少三种情形。

  第一种是气候系统对瞬变增温过程的响应。瞬变增温是指全球平均地表持续增温,对于特定的升温阈值只能短时间维持。“如最近两次国际耦合模式比较计划(CMIP5/6)中的中、高排放情景下,多模式预估的全球平均温度在本世纪均持续上升。这是由于此类宽松的排放情景将导致整个地球系统有持续的净能量输入,因此预估的本世纪全球平均温度变化过程都可以认为是瞬变增温过程。”曹剑说。

  第二种是气候系统对短期稳定增温过程的响应。稳定增温是指全球温升在本世纪下半叶达到稳定,且在本世纪末持续数十年。在该情形下,温室气体排放通常会出现先增加而后在本世纪中叶达到碳排放为零甚至是负排放,这需要世界各国采取严苛的碳排放控制措施。

  第三种是气候系统对增温达到平衡态的响应。一般而言,地气系统达到平衡态的时间较长(几百年甚至几千年),很少有数值模式提供平衡态数值模拟结果。

  基于以上三种情形,曹剑认为,开展稳定增温和瞬变增温过程下天气和气候影响差异的研究,更具有现实意义。“当前,全球超过60%的人口生活在北半球季风区,全球变暖带来的季风降水量的变化,将对当地的农业生产、人类生活和社会发展产生深刻影响。而在瞬变增温和稳定增温过程下,季风系统响应如何,是否存在明显差异,令人深思。”

  瞬变增温将导致更强的陆地季风降水 

  数据显示,全球升温为2℃时,在瞬变增温过程下,北半球陆地季风降水(5月至9月)将比稳定增温过程下大约多出18毫米。

  这一结果,是基于曹剑和合作者赵海坤利用南京信息工程大学地球系统模式设计的因二氧化碳排放情景差异导致的未来瞬变增温和稳定增温数值试验。

  研究发现,在全球升温幅度相同时(相对于工业革命前升温2℃),通过对比研究瞬变增温和稳定增温试验中北半球陆地季风降水量的差异,得出在瞬变增温过程下,北半球陆地季风降水明显强于稳定增温过程,瞬变增温过程所引起的北半球陆地季风降水变化是稳定增温过程的1.3倍。

  为何瞬变增温会导致更强的季风降水?

  曹剑解释,这主要是由于瞬变增温过程会引起更强的南北半球温度对比和海陆热力差异。

  南北半球温度对比的加强,将增强由南半球跨越赤道流向北半球的季风环流,进而增强向北半球的水汽输送以及北半球季风区内的水汽辐合,导致更强的季风降水。

  而海陆热力差异的增大,将增加大陆和其临近海洋之间的气压梯度以及海洋向陆地季风区的水汽输送,也会导致更强的季风降水。

  在南北半球温度对比加强和海陆热力差异增大的共同作用下,北半球陆地季风降水的增强将在瞬变增温过程下更为明显。“在这种背景下,进一步推进节能减排,减缓南北半球温度差异和海陆热力差异的加剧趋势,减缓季风降水的增加趋势,将有效减缓未来季风区洪涝灾害发生的风险。”曹剑说。

  同时,曹剑和赵海坤均指出,该研究是针对不同二氧化碳排放情景开展的,非二氧化碳排放情景将对季风降水造成怎样的影响,需要继续深入探讨。

(来源:《中国气象报》2020年10月28日三版 责任编辑:王美丽)

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