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海气相互作用和气候变化

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演讲人

W020240115557241667129.png 周天军
中国科学院大气物理研究所

报告简介

2022年6月27日到7月1日,联合国海洋大会在葡萄牙里斯本召开,会议明确指出“在稳定地球气候方面,海洋是我们最为重要的盟友”(The Ocean is our greatest ally in stabilizing the earth’s climate)。海洋是气候系统的重要圈层组成,政府间气候变化专门委员会第六次评估报告(IPCC AR6)明确指出,人为影响已造成大气、海洋和陆地变暖。工业化以来的全球变暖问题,根本上是地球气候系统的能量平衡问题,而区域尺度的气候变化,则由海气耦合系统的内部变率和人为辐射强迫作用的平衡决定。报告将在概述IPCC AR6关于海气耦合模态变化主要评估结论的基础上,以季风、热带大气环流和亚洲高山区降水型式的变化为例,分别从历史变化机制理解和未来变化预估的角度,阐述年代际海气相互作用主导模态和人为辐射强迫因子(主要是人为温室气体和气溶胶排放)的影响和作用机制。主要结论包括:1) 观测中1950年以来南亚夏季风降水的历史变化是人为辐射强迫和太平洋年代际振荡(IPO)海气耦合模态共同作用的结果。IPO通过影响热带纬向大尺度环流和经向对流层温度梯度,引起印度半岛异常垂直运动和水汽平流,进而造成季风降水的变化。未来15-30年的南亚夏季降水变化预估受IPO位相的转换决定,尽管温室气体有利于南亚季风降水增加,但如果IPO位相由负转正,则季风区变干的概率将增加;若IPO位相由正转负,则IPO引起的降水增加趋势叠加在温室气体外强迫的影响之上,将提高南亚季风降水增多的概率。2) 海气耦合模态的年代际变率是引起1980-2015年太平洋Walker环流增强的主要因子。观测中IPO位相由正转负,使得热带东-西太平洋海温梯度增大,太平洋Walker环流增强;IPO位相的转变解释了观测中约63%(~51-72%)的太平洋Walker环流增强。面向未来40年的近期气候预估中,IPO仍是影响太平洋Walker环流强度变化的主要内部变率因子。IPO位相由负位相向正位相恢复将令太平洋Walker环流减弱。3) 1950年代以来以青藏高原为主体的亚洲高山区夏季降水“双核型”变化,由人为气溶胶的不均匀排放和IPO位相转换分别通过影响“西风相关模态”和“季风相关模态”共同塑造。