《海洋试点国家实验室在Nature Climate Change发表关于IPCC第六次评估报告内容的重要评述》

  • 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:2022-02-09
  • ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)现象是地球气候系统中最强的年际气候变异信号。ENSO通过遥相关强迫作用,可以对全球极端天气灾害、渔业生态环境及人类经济社会产生广泛而深远的影响,比如中国北方夏季的高温干旱和中国南方的低温洪涝。在全球变暖的背景下,ENSO如何响应一直是国际气候研究前沿热点问题。

    IPCC(政府间气候变化专门委员会)评估报告是世界各国评估未来气候变化带来的风险及制定风险管理和区域适应政策的最主要参考资料,2021年IPCC第六次评估报告《气候变化2021:自然科学基础》对ENSO未来可能的变化进行了评估。报告指出ENSO降雨变率在21世纪下半叶增强的可能性非常大,但是基于海表温度的ENSO强度如何变化仍然存在很大的不确定性。然而,近年来有研究结果表明21世纪全球增暖下ENSO海表温度变率将会显著增强,而且该结论存在多模型模拟的一致性,这与IPCC报告结论不符。鉴于该科学问题及IPCC评估报告的重要性,2022年1月31日,国际顶尖学术期刊Nature Climate Change(《自然气候变化》)在线发表了题为“Increased ENSO sea surface temperature variability under four IPCC emission scenarios(未来四种不同程度的全球变暖背景下ENSO海温变率均显著增强)”的快讯。该研究成果由国际南半球海洋研究中心主任、澳大利亚科学院院士蔡文炬教授和海洋试点国家实验室主任、中国科学院院士吴立新教授共同领衔的科研团队完成。

    IPCC第六次评估报告是基于CMIP6(第六次国际耦合模式比较计划)多模型数据,对比了21世纪最后30年和近30年的ENSO海温变率。而该文指出,以30年作为对比的时间长度是不合适的。因为ENSO海温变率存在着很强的内部年代际震荡,而内部年代际震荡可以很大程度上对全球变暖外部强迫信号产生干扰。基于此,研究团队利用40多个CMIP6模型对比了20世纪和21世纪整个100年的ENSO海温变率。研究发现:
    1.传统的ENSO指数表征的ENSO海温变率在21世纪高温室气体排放情景下(SSP585)相对20世纪显著增强,且存在模式间一致性。
    2.即使在巴黎气候协定所制定的21世纪碳达峰情景下(SSP126),ENSO海温变率相对20世纪也显著增强,且具有多模型一致性。这表征了即便在未来按照巴黎气候协定让全球平均气温增长限制在1.5°C-2°C之间,ENSO海温变率仍将可能增强。
    3.将100年的对比时间长度缩短为50年,结果依然类似。说明基于50年以上时间长度的对比可以很大程度上减少模型内部年代际震荡的影响,较好的呈现出模型对全球变暖的响应。
    此外,研究团队还指出,由于CMIP6相对CMIP5不仅有着更高的气候敏感程度,同时对ENSO的非线性正反馈的模拟也有着长足的进步,因此CMIP6较CMIP5存在着更强的模式间一致性。上述研究成果为认识ENSO对未来气候变化的响应提供了更准确的研究方法,也为理解气候模式对未来预估的差异化结果提供了合理的科学解释,对国际社会应对气候变化与制定气候政策具有重要指导意义。该结果的发表进一步彰显了海洋试点国家实验室在ENSO研究领域的国际重要影响力。

     

  • 原文来源:http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=2&c=306&d=1&p=detail
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    • 编译者:liguiju
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    • 海洋热浪(Marine Heatwaves)是海表温度异常高的极端事件,严重影响海洋生态系统,会导致珊瑚白化、渔业减产和有害藻化等,造成生态和社会经济损失。大型海洋生态系统面积覆盖全球海洋约22%,但占全球渔业渔获量的95%。然而,由于这些生态系统多位于传统低分辨率气候模式模拟存在偏差的沿海地区,目前学界对于气候变化如何影响这些生态系统上的海洋热浪仍知之甚少。近日,由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室张绍晴教授、高阳教授带领的科研团队利用海洋试点国家实验室在国产众核“神威”超算上创建的上千年高分辨率地球系统模式积分数据,取得关于海洋热浪研究的创新性成果。 该研究首次使用25公里大气和10公里海洋的高分辨率地球系统模式模拟预估未来气候变化情景, 并采用新的“未来阈值”(即高于未来海温长期平均变化的异常变暖)来分析未来气候变化情景下大型海洋生态系统区域海洋热浪的变化。结果表明,高分辨模式显著提高了对海洋热浪的模拟能力。 生物可能会在一定程度上适应气候变化,但适应速率在物种之间有很大的差异,使用“未来阈值”是假设生物能够适应全球平均变暖。本研究发现使用“未来阈值”下大多数大型生态系统遭遇未来海洋热浪的强度和年天数都在增加。这意味着即使假设生态系统内的生物能够基本适应长期平均变暖的影响,它们仍将面临全球变暖的严重威胁。 鉴于海洋热浪带来的巨大经济社会危害,预测气候变化背景下其变化有广泛而深远的意义。我们的研究结果显示沿海生态系统将面临海洋热浪持续性威胁,这一结果具有深远的生态、经济和社会影响,并为受影响地区的管理决策者制定应对措施和战略规划提供了科学依据。国际气候研究领域顶级学术期刊Nature Climate Change(自然·气候变化)于2022年2月3日对该项创新成果进行了题为“Threat by marine heatwaves to adaptive large marine ecosystems in an eddy-resolving model(基于涡解析模式海洋热浪对适应性大型海洋生态系统的威胁)”的线上报道,该成果由海洋动力过程与气候功能实验室高阳教授和张绍晴教授为共同通讯作者,海洋试点国家实验室主任委员会主任吴立新院士、海洋生态与环境科学功能实验室高会旺教授等为合著者的科研团队共同完成。 高分辨率地球系统模式的发展提高了对海洋热浪和涡旋的模拟能力,为气候变化和中小尺度极端事件的机理揭示和过程再现提供了有力工具。此项成果是海洋试点国家实验室在海洋极端事件与气候变化研究领域取得的重要进展,彰显了海洋试点国家实验室在该领域的国际前沿地位。高分辨率地球系统模式上千年模拟及预估数据是海洋试点国家实验室前期利用国产众核“神威”超算对通用地球系统模式进行算法改进和优化而创建,是海洋试点国家实验室为推动地球科学自主创新发展、助力海洋强国战略实施所作不懈努力的重要体现。 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41558-021-01266-5