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研究发现全球变暖下ENSO对气候系统的影响显著增强

来源:光明网2021-04-15 09:00

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  光明网讯 4月15日,记者从中科院大气所了解到,大气所联合日本东京大学、美国斯克利普斯海洋研究所组成的国际团队在《Nature Geoscience》上发表研究论文,提出了一个新的ENSO变化约束机制,并且揭示全球变暖下ENSO的气候影响会显著增强。

  据了解,ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)是发生在赤道中东太平洋三到七年周期的冷暖振荡现象,对全球气候和生态环境有明显影响。如在ENSO暖事件时,拉丁美洲和我国长江流域易出现洪涝灾害,而在澳大利亚、印度尼西亚、南亚次大陆和巴西东北部易遭受干旱。随着全球温室气体排放的增加,气候正在经历变暖。因此,预估全球变暖下ENSO的变化一直是气候学研究的重要目标。

  此前的预估研究主要是基于IPCC(政府间气候变化专门委员会)的数值模式模拟,但数值模式自身的缺陷给预估带来了很大的不确定性。数值模式物理过程和初始场细微的差异,可能会带截然不同的ENSO预估结果,从而很难在数值模拟中获取可信的ENSO变化信号。

研究发现全球变暖下ENSO对气候系统的影响显著增强

图一:全球变暖下ENSO影响变化示意图。全球变暖下大气边界层水汽、热带降水、对流层温度和大气环流对ENSO的响应增强。

  此研究基于热力学理论提出了一个新的ENSO变化机制。根据克劳修斯水汽方程,大气饱和水汽压是随着温度增加而接近指数增长,导致水汽对温度的响应随着温度增长而增强。因此在全球变暖背景下,同样振幅的ENSO能导致更大的对流层水汽异常,进而造成更大的全球大气环流、气温和降水异常(图一)。非常有意思的是几乎所有的CMIP5和CMIP6数值模式的模拟结果和理论推测一致。

  这项研究将为全球变暖下ENSO的变化提供一个新的约束理论,减少ENSO预估的不确定。同时该理论清晰的指出全球变暖下ENSO的气候影响将显著增强,表明未来ENSO可能会造成更大的气候灾害。由于ENSO是我国长江流域、四川和陕西山区旱涝灾害的主要成因,研究结果意味着这些地区旱涝灾害在未来可能会更加严重。

  该论文第一和通讯作者是中科院大气所胡开明副研究员,黄刚研究员为共同通讯作者,合作者包括大气所黄平研究员、日本东京大学Yu Kosaka、和美国斯克利普斯海洋研究所谢尚平教授。(张梦凡)

  论文链接: https://dx.doi.org/10.1038/s41561-021-00730-3

[ 责编:蔡琳 ]
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