研究發現環流不確定性可解釋全球季風降水未來增加的不確定性

2020-08-27 光明網

季風區內降水主要集中在夏季，為區域內人口提供了生活、生產用水。但是夏季風降水的異常變化也容易造成旱澇災害。我國位於東亞季風區，夏季風降水一直受到關注。在全球變暖背景下，可靠的季風降水未來預估結果，對季風區內的社會經濟發展等具有意義。此前不少研究認為變暖背景下，季風降水將增多，但環流減弱，預估結果存在較大的不確定性。

近日，中國科學院大氣物理研究所博士研究生陳梓明在導師指導下，基於第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6），四種未來預估情景的試驗（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5），探究21世紀全球陸地季風區的夏季降水變化特徵及模式間不確定性的來源。

研究表明，四種氣候預估情景下，全球陸地夏季風降水明顯增多，其中高排放情景SSP5-8.5情景下降水增多（5.75%）和不確定性範圍（-0.17%～11.68%）最大。降水增多主要是因為升溫後大氣水汽含量增多，水汽垂直輸運增強。預估不確定性則與預估中季風環流變化的不確定性有關。給定海表面溫度（SST）均勻升溫驅動大氣模式，發現環流變化的不確定性並沒有顯著減少，這說明不同氣候模式對相同升溫分布的響應差異可以部分解釋季風預估的不確定性。研究認為，降水增多的不確定性主要受環流變化的差異影響，了解造成環流變化的原因，便有可能得到更可靠的預估結果。

相關成果發表在Geophysical Research Letters上。研究得到國家自然科學基金等項目資助。

圖1. 四種預估情景下，全球陸地季風區（紅框）和各子季風區，在近期（2021年-2040年）、中期（2041年-2060年）和遠期（2080年-2099年）的夏季降水變化（中間粗橫線）及其10th-90th的不確定性範圍（柱），變化相對當前氣候態（1995年-2014年）。

圖2. 不同模式間，SSP5-8.5情景下近期（2021年-2040年，藍色）、中期（2041年-2060年，黃色）和遠期（2080年-2099年，紅色），全球季風區和各個子季風區的局地夏季風降水變化的不確定性與環流不確定性的散點圖。

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