GRL | 基於CMIP6的歐洲熱浪事件歸因及未來預估

2021-02-15 地球科學前沿

隨著氣候變暖，全球極端氣候事件出現的頻率、影響範圍、持續時間均呈增加的趨勢，特別是最近幾年，歐洲地區夏季頻繁出現高溫熱浪，由於歐洲地區是全球人口密度較高的地區之一，因此熱浪事件給當地的社會生活和人類健康造成了很大的影響。目前，世界氣候研究計劃（WCRP）發起了新一輪的國際耦合模式比較計劃CMIP6，目的是回答當前氣候變化領域面臨的新的科學問題。隨著參與該計劃的模式陸續提交結果，與CMIP6相關的研究也已經成為氣候變化領域的熱點。為了釐清自然變率和人類活動對極端事件的影響，本文作者對2019年夏季歐洲地區的熱浪事件進行了歸因分析，並結合CMIP6模式結果預估未來歐洲地區的熱浪事件的變化。

正文

圖1. 2019年歐洲中西部熱浪事件

 

首先作者利用觀測數據分析了2019年6~7月歐洲熱浪的強度，結果表明這次熱浪事件出現在歐洲中西部地區，熱浪事件的核心地區溫度比氣候平均高出3℃以上，同時區域的平均溫度也是近70年來最高的。

圖2. 2019年歐洲中西部熱浪事件(a)重現期和(b)歷史時間序列，不同時間周期內自然強迫和所有強迫情景下PDF

作者結合非平穩極值分布理論 (non-stationary GEV)和分部歸因風險框架(FAR)，定量分離了人類活動導致的氣候變化對2019年歐洲熱浪事件的貢獻，結果表明1950~2014年的氣候狀態下，此次熱浪事件為283年一遇。CMIP6的模擬結果顯示，只有同時考慮人類活動和自然變率的數值試驗(ALL)才可以再現歐洲地區溫度升高的趨勢，而只考慮了自然變率的試驗(NAT)則無法再現這一趨勢，說明人類活動導致的氣候變化是歐洲地區溫度升高的主要原因。歸因分析結果顯示，人類活動導致的氣候變化使類似2019年熱浪事件發生的頻率增加了7倍，1980年之後甚至將近23倍，人類活動的貢獻率達到86%以上。

圖3. 未來不同共享社會經濟路徑情景下3天最高平均氣溫異常及其概率變化

 

CMIP6提供了多種不同路徑下的數值試驗結果，在可持續路徑（SSP126）、中間路徑（SSP245）和化石燃料為主的發展路徑（SSP585）等共享社會經濟路徑情景下，作者進一步預估了未來歐洲地區類似的熱浪事件發生頻率和強度的變化。結果表明在未來不同氣候變化情景下此類極端事件將更加頻繁地出現，重現期大約為2~7年一遇。

 

最後作者討論了CMIP5和CMIP6預估結果的異同，同時指出除了人類活動的影響外，自然變率和陸氣耦合強度對此類極端事件的發生也有所貢獻。

論文連結點擊下方閱讀原文

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