《Nature Reviews Earth & Environment:气候变化对厄尔尼诺和拉尼娜现象的影响》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-06-24
  • 根据一项新研究,人为引起的温室气体排放意味着强烈的厄尔尼诺和拉尼娜事件会更加频繁地发生,这为人类对地球气候的影响提供了重要的新证据。30多年来,气候研究人员一直想搞明白人为引起的气候变化与厄尔尼诺和拉尼娜事件之间的联系。一些科学家长期以来观察到气候变化对海洋和大气的影响与人类活动中温室气体排放的增加之间存在关联。新研究探究了人类活动何时开始使厄尔尼诺和拉尼娜事件变得更加极端,并通过深度分析发现了人为温室气体活动与厄尔尼诺和拉尼娜事件变化之间的关系。这项研究历时五年,相关研究结果将帮助理解随着世界变暖,厄尔尼诺和拉尼娜将如何发生变化。
    那么气候变化会如何影响厄尔尼诺和拉尼娜的发展呢?几十年的气候变化观测表明海洋表面温度正在升高。研究人员希望了解这种升温对过去一个世纪中的厄尔尼诺—南方涛动现象产生了什么影响。他们分析了43个“气候模型”产生的多地球气候系统计算机模拟。
    首先,他们将1901年至1960年的模拟与1961年至2020年的模拟进行了比较。大多数结果显示,自1960年以来,“厄尔尼诺—南方涛动”的“变异性”增加。在这种情景下,他们的结果显示自1960年以来,强烈的厄尔尼诺和拉尼娜事件发生的频率高于平均水平,这一发现与同期的观测结果一致。然后,他们研究了在人类开始增加温室气体排放之前的几百年里的气候模拟,并将其与1960年以后的模拟进行了对比。这个分析更清楚地显示了1960年以后厄尔尼诺—南方涛动的极端变异性,进一步证实了人为引起的温室气体排放是罪魁祸首,这种强烈的变异性导致了全球范围内更加频繁和极端的干旱、洪水、热浪、森林大火和风暴。
    以往的研究表明,厄尔尼诺—南方涛动在本世纪将继续发生变化。特别是,我们可以预期强度更大、频率更高的厄尔尼诺和拉尼娜事件,此外,强烈的厄尔尼诺事件在接下来的一年中更频繁地转变为强烈的拉尼娜事件。这些预测适用于各种排放情景。即使温室气体排放量大幅减少,全球变暖限制在《巴黎协定》规定的1.5摄氏度以内,在接下来的一个世纪仍然可以预期更频繁出现强烈的厄尔尼诺事件,这是因为太平洋海域蓄积了大量的热量,需要几十年的时间才能散失。当然,厄尔尼诺—南方涛动的变异性已经在产生影响。2015年的极端厄尔尼诺现象,导致澳大利亚大部分地区出现干旱,2020年至2022年期间罕见的“三重”拉尼娜现象导致澳大利亚东部发生了严重洪涝。
    研究人员预测,2023年末期可能会出现厄尔尼诺现象,随着气候变化的加剧,我们应该为更多这类可能具有破坏性的气候事件做好准备。(王琳 编译)

  • 原文来源:https://www.csiro.au/en/news/all/articles/2023/may/climate-change-affecting-el-nino
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    • 根据韩国浦项科技大学发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的一项研究表明,大西洋海表温度的变化可以提前一年多预测厄尔尼诺和拉尼娜这样的极端气候变化。 厄尔尼诺南方涛动(ENSO)是太平洋赤道地区的信风和海气温度的不规则周期性变化。其海表温度的暖位相称为厄尔尼诺现象,冷位相称为拉尼娜现象,它们影响着世界各地的天气和气候。例如,厄尔尼诺现象通常使得太平洋产生更多的台风,在大西洋产生更少的飓风,而拉尼娜现象通常会逆转这一趋势。 为了更好地理解触发明显振荡的因素以预测相关的气候事件,科研工作者们进行了广泛的研究。但是准确的预测仍然限制在ENSO波动前一年或更短的时间内。例如,研究发现赤道太平洋的暖水峰值比厄尔尼诺现象早大约8个月。此外,早春的热带北大西洋海面温度异常下降,而太平洋地区的厄尔尼诺现象则在9各月内出现。 现在,浦项科技大学的研究人员以及夏威夷和日本的同事们发现,大量温水中的海水表面温度异常升高,称为大西洋暖池——包括墨西哥湾、加勒比海和热带北大西洋西部——大约17个月后触发了拉尼娜。 该小组分析了观测数据(1985-2016)和模型模拟数据(1970-2000),发现大西洋暖池在夏季到初秋的海面温度异常升高导致北太平洋上空形成北风。这就产生了寒冷的海面温度和高海表压强,以及在亚热带东北太平洋地区称为反气旋的高压区域,这将持续到随后的冬季和春季。冷的海表面温度向赤道延伸。这些事件共同导致了春季赤道太平洋海面温度与表面风的耦合,引发了拉尼娜现象。大西洋暖池的海面温度下降最终导致厄尔尼诺现象。这两个ENSO事件都是在大西洋暖池海面温度最初变化17个月后触发的。 研究人员表示,与之前的研究相比,这些事件之间强有力的关系可以为ENSO预测提供更长的准备时间。研究人员表示,大西洋暖池的平均海面温度上升到28°C以上似乎是造成这种情况的原因。 他们的结论是,能够捕捉大西洋暖池和太平洋厄尔尼诺南方涛动发生样式的模型模拟,可以将气候学家预测这些波动以及相关极端天气和气候影响的时间提前至一年多。 (侯颖琳编译;於维樱审校)
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
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    • 得克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)领导的一项新研究发现,全球变暖正接近一个转折点,在本世纪可能会重新唤醒类似于印度洋厄尔尼诺现象的古老气候模式。如果真的发生了,洪水、风暴和干旱天气会大幅增加,将会不成比例地影响最易受气候变化影响的物种种群。 对本世纪下半叶气候变化的计算机模拟显示,全球变暖可能会干扰印度洋表面温度,使其年复一年地大幅度上升和下降。跷跷板模式与发生在太平洋上的厄尔尼诺现象惊人地相似。得克萨斯大学地球物理研究所气候科学家、该研究第一作者Pedro DiNezio表示:“我们的研究表明,全球平均气温仅仅提高或降低几摄氏度,就会触发印度洋像其他热带海域一样,赤道地区表面温度失衡,导致气候更加多变,并且造成厄尔尼诺现象。” 根据这项研究,如果目前的变暖趋势继续下去,印度洋厄尔尼诺现象最早可能在2050年出现。这一结果发表在5月6日的《科学进展》(Science Advance)杂志上,是基于2019年的一篇论文基础上的研究,该论文发现了被隐藏在海洋中的生物壳之中过去印度洋发生过厄尔尼诺现象的证据,这种生物生活在2.1万年前,也就是上一次冰河时期地球温度最低时期。 为了证明印度洋厄尔尼诺现象是否会在全球变暖的情况下发生,科学家们分析了气候模拟,并根据它们与当前观测结果的匹配程度对它们进行了分组。当加入全球变暖趋势因素时,最精确的模拟显示印度洋厄尔尼诺现象出现在2100年。 越来越多的证据表明,印度洋有能力造成比现在更强烈的气候变化。共同作者Kaustubh Thirumalai说,过去冰川条件影响印度洋风和洋流的方式与模拟中全球变暖影响它们的方式相似。这意味着现在的印度洋事实上可能不同寻常。 因为自西向东的盛行风相对稳定,如今的印度洋每年平均气温变化不大。而根据模拟,全球变暖可能逆转这些风的方向,破坏海洋的稳定,将使其出现类似于太平洋厄尔尼诺和拉尼娜气候现象的升温和降温的波动。其结果是整个地区出现了新的极端气候,包括东非和亚洲季风的中断,而季风中断将对依赖每年定期降雨来种植粮食的人类造成重大影响。 美国国家海洋和大气管理局NOAA的物理海洋学家Michael McPhaden认为,如果温室气体继续保持目前的排放趋势,到本世纪末,印度洋周边国家将遭遇越来越强烈的极端天气,如印度尼西亚、澳大利亚和东非,即使现在,该区域的许多发展中国家也面临着这种极端天气的高风险。 (张灿影 编译)