科研進(jìn)展

多年拉尼娜與氣候變化研究獲進(jìn)展

日期:2023-08-22

|  來源:海洋研究所【字號(hào):

近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所賈凡副研究員聯(lián)合中國(guó)、澳大利亞和美國(guó)的學(xué)者,在熱帶海氣相互作用與氣候變化研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,首次發(fā)現(xiàn)全球變暖將導(dǎo)致多年拉尼娜事件的發(fā)生頻率增加。相關(guān)研究成果以《全球變暖下更加頻發(fā)的多年拉尼娜事件》(Increased occurrences of consecutive La Nina events under global warming)為題,發(fā)表在《自然》(Nature)上。同時(shí),《自然》向全世界媒體做推介,并邀請(qǐng)同領(lǐng)域?qū)<以?em style="margin-top: 0px;margin-right: 0px;margin-left: 0px;padding: 0px;border: 0px;margin-bottom: 26px !important;line-height: 32px !important">Nature News & Views上發(fā)表評(píng)述性文章。 ?? ?

厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(ENSO)是地球氣候系統(tǒng)最強(qiáng)的年際變異模態(tài),對(duì)地球多圈層產(chǎn)生顯著影響。它的暖位相厄爾尼諾通常在一年內(nèi)迅速成熟并衰減,但冷位相拉尼娜往往持續(xù)兩年以上成為“多年拉尼娜”。類似2020-2022年的多年拉尼娜事件會(huì)給全球氣候、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來持續(xù)性和疊加性的破壞影響,并顯著提高極端天氣災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。未來全球變暖情景下多年拉尼娜事件如何變化,是氣候變化研究領(lǐng)域持續(xù)關(guān)注的重大前沿科學(xué)問題之一。 ?????

該研究利用國(guó)際氣候模式比對(duì)計(jì)劃CMIP6中的多模式多場(chǎng)景試驗(yàn)數(shù)據(jù),首次發(fā)現(xiàn)多年拉尼娜事件的發(fā)生頻率將在全球變暖后的21世紀(jì)顯著增加(圖1)。強(qiáng)厄爾尼諾是多年拉尼娜產(chǎn)生的重要因素。盡管全球變暖將導(dǎo)致強(qiáng)厄爾尼諾事件頻發(fā),但該研究顯示多年拉尼娜頻率的增加大于前者,表明未來厄爾尼諾可更有效的觸發(fā)多年拉尼娜。進(jìn)一步,該高效性源自太平洋背景平均態(tài)海溫變化導(dǎo)致的熱帶與熱帶外之間的相互作用增強(qiáng)。全球變暖后,有兩個(gè)海區(qū)的增暖速率明顯較強(qiáng)(圖2)。一是副熱帶東北太平洋,導(dǎo)致同樣強(qiáng)度的熱帶外大氣擾動(dòng)更易在該區(qū)域誘發(fā)位置更加偏北的類似“北太平洋經(jīng)向模態(tài)”響應(yīng);二是赤道東太平洋,導(dǎo)致同樣強(qiáng)度的厄爾尼諾暖海溫異??梢砸l(fā)更強(qiáng)的熱帶外大氣擾動(dòng)。二者結(jié)合,造成第一年拉尼娜的春季有更多且經(jīng)向上更寬的北太平洋經(jīng)向模態(tài)型響應(yīng)產(chǎn)生,由此赤道外東風(fēng)異常位置更加偏北,向赤道的熱量輸送(“海洋充電”過程)進(jìn)一步減弱,利于拉尼娜的冷海溫異常維持到第二年,最終表現(xiàn)為多年拉尼娜事件更加頻繁地發(fā)生。該研究提示將來與多年拉尼娜相關(guān)的氣候?yàn)?zāi)害事件可能更加頻繁地來襲,凸顯了控制溫室氣體排放的必要性與緊迫性。????

該研究是探討全球變暖下熱帶-熱帶外相互作用過程和機(jī)理的新思路、新視角,對(duì)探究ENSO的多樣性及其未來變化具有重要意義,有助于未來提高ENSO預(yù)測(cè)預(yù)估水平,并為國(guó)際社會(huì)有效應(yīng)對(duì)氣候變化與制定氣候政策提供了科學(xué)依據(jù)。 ?????

論文鏈接??????

圖1.?氣候模式模擬得到的未來變暖情景下多年拉尼娜事件的發(fā)生頻率顯著增加 ?????

圖2.?(a)全球變暖后太平洋背景平均態(tài)的海溫、風(fēng)場(chǎng)及海表面氣壓的變化;(b)全球變暖后,次年春季北太平洋經(jīng)向模態(tài)對(duì)于前一年冬季熱帶東太平洋厄爾尼諾暖海溫異常的響應(yīng)增強(qiáng)。?? ?


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