科研进展

EF:区域极端气候变化依赖于1.5/2°C温控目标的实现途径

  为了有效应对气候变化,《巴黎协定》确定了把全球平均温度较工业化前水平上升的幅度控制在2°C、最好1.5°C这一目标。自这一温控目标提出以来,1.5oC和2oC温升所造成的气候影响问题,成为了科学界和决策者高度关注的话题。尽管包括政府间气候变化专门委员会(IPCC) 1.5°C特别报告在内的诸多研究均定性地得出结论,即在全球尺度上,1.5°C较之2°C温升能够显著减缓极端天气气候事件带来的影响。但是,在区域特征和定量估算方面,不同的研究之间尚存在差异,这为气候变化减缓与适应策略的制定带来困难。

  近日,中国科学院大气物理研究所张文霞副研究员等以“模拟策略在0.5°C温升影响评估中的作用”为题在Earth’s Future发表文章,揭示了预估方法对1.5/2°C温升阈值下极端气候事件变化预估结果的影响,指出在区域尺度上,极端气候事件的变化依赖于数值模拟试验设计,即1.5/2°C温控目标的实现途径。
  该研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的CESM-CAM5全球气候模式,对比了三组设计方案不同的1.5/2°C温升试验,包括瞬变海气耦合模拟试验,平衡态海气耦合模拟试验和大气模式“时间片段”试验。研究表明,区域极端气候事件的变化显著依赖于1.5/2°C温控目标的实现途径。对于极端冷/暖事件的变化,方法导致的结果不确定性在北半球高纬度地区最大。而极端干/湿事件的变化在全球许多区域均表现出对数值模拟方法的依赖性(图1)。
  “这项工作的一个重要启示是,1.5/2°C这类低温升阈值所对应的区域气候影响,并不完全取决于温升幅度。实现这一温升阈值的途径对于区域气候变化至关重要,这其中涉及到瞬变和平衡态气候响应的不同、外强迫场(特别是气溶胶浓度和分布)的不同、以及海温等边界条件的不同。”张文霞副研究员说,“因此,对于气候变化预估结果的阐释,需要充分考虑到数值模拟方法的设计所带来的不确定性。对于预估不确定性的充分考虑,有利于更合理的制定气候变化相关的决策。”
  本研究受到国家重点研发计划(2018YFC1507701),中国科学院(XDA20060102,134111KYSB20160031),国家自然科学基金项目(41905064)和中国博士后基金项目(2018M641450)的资助。
图1. 实现温控目标的不同模拟策略(以2oC温升为例):红色为瞬变模拟试验,蓝色为平衡态增温试验。
图1. 极端气候事件在1.5°C和2°C温升阈值下变化的数值模拟方法间差异,包括极端高温(TXx)、极端低温(TNn)、极端强降水(Rx1day)和极端干事件(CDD)。红色越深代表方法间差异越大,“×”表示不同数值模拟方法预估的变化符号不一致。
  引用:
  Zhang, W., Zhou, T. 2021. The effect of modeling strategies on assessments of differential warming impacts of 0.5°C. Earth’s Future. 
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