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全球变暖研究的“乌云”逐渐褪去

时间:2017-06-23 10:17来源:未知 作者:admin 点击:
2017年6月12日,《Nature Climate Change》在线发表中科院大气所和澳洲气象局科学家的国际合作研究成果,题目为Distinct global warming rates tied to multiple ocean surface temperature changes,这项研究揭示了全球变暖速率在几十年时间尺度上变化的成
    2017年6月12日,《Nature Climate Change》在线发表中科院大气所和澳洲气象局科学家的国际合作研究成果,题目为“Distinct global warming rates tied to multiple ocean surface temperature changes”,这项研究揭示了全球变暖速率在几十年时间尺度上变化的成因,全球变暖研究的“乌云”逐渐褪去。
 
    气候系统中的各分量和重要的过程,海洋是气候系统的关键组成部分,图片来自Neelin (2010) 《Climate Change and Climate Modeling》
 
    地球是一颗蓝色的水球,海洋覆盖了地球表面积的约71%,平均厚度达4千米,储存着97%的水资源。
 
    进入地气系统的太阳辐射,经过大气、云层和表面的反射,以及大气层的吸收之后,只有约51%可以加热地球表面,其中的70%被海洋吸收。
 
    海洋总质量达到1.4×10^18吨,与之相比,大气总质量仅为5×10^15吨,仅为海洋的约0.36%,并且海洋的比热容远大于大气与陆地表面,其对热量的吸收和释放的微小变化,都有可能通过大气环流影响到全球温度。
 
    因此海洋成为整个气候系统中最重要的热容器,是地球气候系统最有力和最直接的调节器,对气候平均态的形成和各种尺度的气候变率都发挥着显著的调制作用。
 
    在20世纪以来全球温度渐进上升的过程中,海洋起到了重要的作用。
 
    由大气所LASG国家重点实验室黄刚团队与澳大利亚气象局罗京佳研究员共同完成的这项研究主要有以下结论:
 
    在温室气体排放增加所造成的全球增暖过程中,全球海洋同步增暖或者各海盆间海温异位相变化决定了全球温暖化速率在几十年时间尺度上的变化细节:20世纪以来的两次全球变暖加速与全球海洋同步增温有关,而降温或增暖减缓事件则是由于多数海洋降温或海盆间海温异位相变化所造成的,在全球温度的阶梯升高过程中,海洋确实发挥了协调器的作用。
 
    在20世纪前期的快速增暖期(1908-1945)和20世纪后期的快速增暖期(1975-1998)有非常明显的海温增加,而在20世纪中期的降温期(1940-1976)和21世纪初的增暖减缓期(2001-2012)全球大部分地区海温降低,这在多套资料中得到证实,用几种不同的计算方法,也印证了这几个时间段的温度趋势。
 
    利用MLOST陆地气温和海洋表面温度(HadCRUT4)资料估算的20世纪前期的快速增暖期(1908-1945)、20世纪中期的降温期(1940-1976)、20世纪后期的快速增暖期(1975-1998)和20世纪初的增暖减缓期(2001-2012)的全球温度变化,其中点表示通过信度检验区。
 
    为了与观测数据相比较,这项研究还利用到了第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中来自于42个模式的128个历史模拟结果,9个模式中只有温室气体强迫的35个模拟结果,10个模式中只有自然强迫驱动的38个模拟结果,以及5个模式中只有人为气溶胶驱动的21个模拟结果,这些海量的模式模拟数据为观测数据提供了印证,也证实了目前国际主流的数值模式具有较好的模拟真实气候变化的能力。
 
    为了分析每一具体海盆海温在全球变暖中的作用,把大洋分为以下6个部分:TPO(热带太平洋)、NPO(北太平洋)、TAO(热带大西洋)、NAO(北大西洋)、TIO(热带印度洋)和SOC(南大洋),这一项研究还利用德国马普气象研究所的大气环流模式(ECHAM5.4.1) 做不同海盆的海温驱动的数值模拟,比如做TPO实验,即只在TPO海区用各个增速和减速时间段的实际海温变化趋势加气候态海温,而在其他地方用气候态海温,驱动大气环流模式,同时温室气体含量固定不变,这样得到的趋势变化,即反映了TPO海温变化在全球温度变化中的作用。
(责任编辑:admin)
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