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全球季風區極端降水的曆史變化已顯現出全球增暖的影響
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2019-10-23 | 【 【關閉】

  過去百年的全球增暖趨勢毋庸置疑。在這一背景下,大氣持水能力增加,理論上有利于極端降水增強。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第四次、第五次評估報告及《管理極端事件和災害風險推進氣候變化適應特別報告》均指出,自1950年代以來極端降水在全球範圍內呈顯著增強的區域面積超過顯著減弱的面積;且人類活動對全球尺度上極端降水的增強具有可歸因的作用。

  在全球陸地範圍內,季風區是極端降水最強、對總降水貢獻最大的區域。全球季風區(包含亞洲-澳洲季風、非洲季風、美洲季風)橫跨熱帶和副熱帶地區,伴有充沛的季風水汽輸送,且該地區極端降水的變化影響著全球約三分之二人口,因此理解季風區極端降水的曆史變化及其機理具有重要的科學和社會意義。

  近日,中國科學院大气物理研究所张文霞博士及其合作者在Journal of Climate发表文章,指出过去百年全球陆地季风区极端降水呈整体增强趋势,且这一变化受到全球增暖的显著影响。

  基于目前國際上廣泛使用的兩套全球極端降水指數數據集和中國地區逐日台站觀測降水數據,張文霞博士制作了一套融合的、經過質量控制的季風區極端降水觀測數據集。該資料包含了過去百年全球季風區內約5000個具有較完整記錄的台站,可以認爲是目前可公開獲取的時空覆蓋度最高且質量較高的季風區極端降水觀測資料。利用嚴格的統計檢驗方法,該研究表明,1901-2010年間,全球陸地季風區及其部分子季風區極端降水呈顯著增強趨勢,這一變化受到全球增暖的顯著影響。其中,非洲南部季風區、印度季風區、北美季風區和南美東部季風區年最大日降水量隨全球平均增溫分別以10.4-14.2%/K,7.9-8.3%/K,6.4-10.8%/K和15.1-24.8%/K的速率增強。另一方面,受到其他因子如氣候系統內部變率、氣溶膠等過程的重要影響,東亞和澳洲季風區極端降水的曆史變化尚未顯現出對全球增暖的顯著響應。

  “我們通過比較不同的分析時段、采用不同的標准篩選台站、以及比較不同資料集,驗證了這一結論的可靠性。但是需要注意的是,受限于觀測記錄的時空覆蓋度,極端降水對全球增暖響應的定量估算仍存在較大的不確定性。這需要進一步增強觀測和氣候研究領域內的資料共享,”張文霞博士說,“此外,該研究增強了人類活動影響季風極端降水的理解。”

 

  上述工作近日于Journal of Climate发表:

  Zhang, W., Zhou, T. 2019. Significant increases in extreme precipitation and the associations with global warming over the global land monsoon regions. Journal of Climate, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0662.1.

  

图1. 观测中1901-2010年间年最大日降水量对全球增温的响应(单位:%/K)。各子图代表子季风区。其中圆点代表每个台站极端降水的响应率(注意台站尺度上,除了全球增温,极端降水的变化还受到气候系统内部变率、气溶胶等其他要素的重要影响)

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