基于IPCC-CMIP5的中國(guó)東部近海表層水溫未來預(yù)估分析*

張翠翠 魏 皓 宋貴生 謝 川

基于IPCC-CMIP5的中國(guó)東部近海表層水溫未來預(yù)估分析*

張翠翠1魏 皓1①宋貴生1謝 川2

(1. 天津大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 天津 300072; 2. 上海交通大學(xué)海洋學(xué)院 上海 200240)

近海海表溫度(sea surface temperature, SST)的變化對(duì)我國(guó)沿岸海洋生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源具有重要影響, 研究其變化規(guī)律尤其是預(yù)估其未來變化一直是物理海洋學(xué)的重要研究課題。政府間氣候變化專門委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第五次評(píng)估報(bào)告(The fifth Assessment Report, AR5)對(duì)全球及部分典型區(qū)域的未來氣候變化進(jìn)行了預(yù)估, 已成為全球公認(rèn)的研究氣候變化的科學(xué)依據(jù)。本文利用IPCC第五次評(píng)估報(bào)告的模式比較計(jì)劃(Coupled Model Intercomparison Project phase 5, CMIP5)中五個(gè)具有代表性的模式(ACCESS1.3、BCC-CSM1.1、CCSM4、GFDL-ESM2G、MPI-ESM-MR), 對(duì)未來80年(2030、2060、2090年)相對(duì)于2010年中國(guó)東部近海(渤海、黃海、東海)表層水溫的年代際及季節(jié)性變化規(guī)律在RCP4.5氣候情景下進(jìn)行了預(yù)估分析。通過分析發(fā)現(xiàn)中國(guó)東部近海表層水溫在未來80年內(nèi)有明顯升溫趨勢(shì): 從年代際上看, 到2090年表層水溫升溫幅度達(dá)1.18—1.71°C, 其中2030—2060年升溫最快, 2060—2090年升溫速度減緩; 從季節(jié)上看, 不同海域不同季節(jié)表層水溫升溫幅度達(dá)1.16—2.04°C, 中國(guó)東部近海各海區(qū)在夏季升溫幅度較大, 冬季較小。

中國(guó)東部近海; 海表溫度SST; 未來海溫預(yù)估分析; IPCC-CMIP5

政府間氣候變化專門委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第五次評(píng)估報(bào)告(The fifth Assessment Report, AR5)利用氣候系統(tǒng)模式對(duì)全球及部分典型區(qū)域的未來一百年氣候變化情況進(jìn)行了詳細(xì)預(yù)估, 已成為全球公認(rèn)的研究未來氣候變化的主要科學(xué)依據(jù)(Solomon, 2007)。為了使得模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確, IPCC組織了第五階段全球耦合模式比較計(jì)劃(Coupled Model Intercomparison Project phase 5, CMIP5), 該計(jì)劃利用全球不同機(jī)構(gòu)開發(fā)的模式數(shù)據(jù)對(duì)未來不同CO2排放情景下(又稱為典型濃度路徑RCP, 包括RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)的全球氣候變化評(píng)價(jià)進(jìn)行了比較。利用CMIP5不同模式數(shù)據(jù)對(duì)全球和典型區(qū)域未來氣候變化預(yù)估已成為當(dāng)前物理海洋學(xué)的研究熱點(diǎn)之一(趙宗慈, 2009)。Giorgetta等(2013)利用CMIP5中的MPI-ESM模式數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了海洋吸收熱量的效率會(huì)降低大氣變暖的程度, 從而使海水在未來加速升溫。Heuzé等(2015) 利用CMIP5中24個(gè)模式在RCP4.5和RCP8.5情景下研究了2100年前全球海洋底層溫度、鹽度和密度的變化, 發(fā)現(xiàn)了全球海洋底層變暖的趨勢(shì)。Zhou等(2017)利用CMIP5的27個(gè)模式結(jié)果, 對(duì)太平洋海表溫度年際變化率進(jìn)行了模擬, 并且預(yù)估了其在RCP4.5和RCP8.5兩種情景下的未來海表溫度變化。王卓越等(2019)利用15個(gè)CMIP5模式的數(shù)據(jù)對(duì)南太平洋副熱帶偶極子的時(shí)空變化分布進(jìn)行了研究, 發(fā)現(xiàn)近1/4模式模擬的海表層水溫(sea surface temperature, SST)的偶極異常大概追溯到6個(gè)月之前, 且通過分析潛熱通量與SST之間的時(shí)空分布關(guān)系, 發(fā)現(xiàn)影響偶極模態(tài)的主要因素是潛熱通量的發(fā)展變化。Ying等(2019)利用32個(gè)CMIP5模式的數(shù)據(jù)對(duì)冷舌現(xiàn)象與熱帶太平洋SST變暖之間的密切關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析, 對(duì)于正確理解熱帶太平洋SST變暖具有非常重要的意義。

中國(guó)東部近海氣候變化對(duì)我國(guó)沿岸氣候、海洋生態(tài)和漁業(yè)資源具有重要的影響。研究中國(guó)東部近海的海水溫度變化對(duì)于研究中國(guó)東部近海環(huán)境和氣候變化具有重要意義。利用CMIP5全球氣候模式數(shù)據(jù)來預(yù)估未來80年中國(guó)東部近海的氣候變化, 尤其是預(yù)估未來海溫的變化, 對(duì)于做出正確的氣候影響評(píng)價(jià)及決策具有非常著重要的科學(xué)意義。在現(xiàn)有研究中, 已有部分成果針對(duì)中國(guó)近海氣候變化進(jìn)行研究。王皘等(2011)利用IPCC中的4個(gè)模式(CGCM3.1(T47)、CGCM3.1(T63)、CSIRO-Mk3.0、GFDL-CM2.0)對(duì)海洋、氣象要素的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析, 指出南海深水海盆近五十年持續(xù)增暖與南海海洋動(dòng)力過程具有非常緊密的聯(lián)系。張志華等(2012)指出中國(guó)近海海溫的年代際振蕩與太平洋海溫變化有關(guān), 屬于海氣相互作用的結(jié)果, 并非一種局地現(xiàn)象。黃傳江等(2014)對(duì)南海二十世紀(jì)歷史SST的變化規(guī)律進(jìn)行了研究, 并且對(duì)未來的變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)估, 預(yù)計(jì)在未來80年SST在三種二氧化碳排放場(chǎng)景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)分別增溫達(dá)到0.42°C/(100a)、1.50°C/(100a)和3.30°C/(100a)。Huang等(2015)利用24個(gè)CMIP5模式的數(shù)據(jù)分別在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5場(chǎng)景下預(yù)估了21世紀(jì)末期(2081—2100年)南中國(guó)海的海平面上升高度, 指出海平面在這三種場(chǎng)景下將分別上升40.9、48.6和64.1cm, 為我國(guó)海防建設(shè)提供了重要的參考依據(jù)。孫偵等(2015)利用CMIP5模式數(shù)據(jù)對(duì)1996—2005年中國(guó)氣溫模擬精度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。譚紅建等(2016)利用CMIP5模式數(shù)據(jù)預(yù)估了21世紀(jì)中國(guó)近海海表溫度變化, 發(fā)現(xiàn)中國(guó)近海大部分海區(qū)相對(duì)于1970—2005年歷史海溫, 在2030年以后普遍升溫接近或超過1°C。宋春陽等(2016)利用CMIP5模式數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)近海海表溫度的歷史變化進(jìn)行了分析, 指出1901—2004年中國(guó)近海海溫呈現(xiàn)增溫趨勢(shì), 且20世紀(jì)80年代以后升溫趨勢(shì)更加明顯, 近20年以來, 中國(guó)近海SST和海平面分別上升0.9°C和92mm。譚紅建等(2018)利用CMIP5中的IPSL-CM5A-MR模式數(shù)據(jù), 對(duì)未來一百年中國(guó)近海區(qū)域(渤海、黃海、東中國(guó)海和南海)的海洋環(huán)境要素包括(海溫、鹽度、pH值、溶解氧和葉綠素濃度)的空間分布及變化趨勢(shì)進(jìn)行了評(píng)估, 發(fā)現(xiàn)未來80年中國(guó)近海海區(qū)海溫具有明顯升溫趨勢(shì)、海水pH值會(huì)出現(xiàn)降低趨勢(shì)、溶解氧(DO)含量和葉綠素濃度會(huì)減少,其中東中國(guó)海海溫在(RCP4.5和RCP8.5)兩種情景下相對(duì)于歷史時(shí)期(1980—2005年)升溫幅度可能分別會(huì)達(dá)到2°C和4°C。

雖然現(xiàn)有研究對(duì)中國(guó)東部近海表層海溫變化分析已取得一定進(jìn)展, 但是主要針對(duì)中國(guó)東部近海某一海域進(jìn)行的年代際變化研究?，F(xiàn)有研究對(duì)不同海域之間年代際變化的對(duì)比分析研究尚不完整, 尤其是對(duì)不同海域的季節(jié)性變化研究不夠徹底。另外, 部分研究缺乏對(duì)多個(gè)模式結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)性對(duì)比分析。利用單一模式獲得的預(yù)估結(jié)果有可能存在不同程度的偏差。本研究正是利用CMIP5的多種模式對(duì)未來中國(guó)東部近海的表層水溫變化進(jìn)行研究, 通過分析其未來80年(2030、2060、2090年)相對(duì)于當(dāng)前時(shí)期(2010年)的年代際與季節(jié)性變化, 預(yù)估其未來變化規(guī)律。本研究首先利用高分辨率實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)WOA13 V2對(duì)各模型進(jìn)行驗(yàn)證, 然后利用所選擇模型對(duì)中國(guó)東部近海表層水溫的年代際和季節(jié)性變化進(jìn)行詳細(xì)分析并給出詳細(xì)的空間分布, 對(duì)于研究不同海域的未來SST變化具有重要的意義。

由于CMIP5模式數(shù)據(jù)本身具有不同的偏差和不確定性, 本研究首先利用觀測(cè)數(shù)據(jù)和再分析資料, 對(duì)所有CMIP5模式進(jìn)行分析與評(píng)估, 并選出最具有代表性的模式。具體的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為: (1)對(duì)于每個(gè)研究機(jī)構(gòu)提供的所有模式只選擇一個(gè)最新提出、分辨率高的模式; (2)所選模式需包含2006—2099年每年所有月份連續(xù)性模擬結(jié)果。通過評(píng)估, 我們最終選取了5個(gè)代表性的模式, 分別是ACCESS1.3、BCC-CSM1.1、CCSM4、GFDL-ESM2G、和MPI-ESM-MR。為了進(jìn)一步提高預(yù)估的準(zhǔn)確性, 我們還采用多模式集合平均的方法研究下中國(guó)東部近海表層水溫的未來發(fā)展規(guī)律。

1 數(shù)據(jù)與方法

本研究利用在RCP4.5情景下選擇了CMIP5中5個(gè)代表性模式的輸出結(jié)果研究中國(guó)東部近海SST的變化。選擇2010年作為當(dāng)前氣候狀態(tài), 2030年、2060年、2090年作為未來氣候狀態(tài)。為了減小各模式本身存在的模擬偏差, 我們利用2006—2015年的平均來替代2010年的模擬結(jié)果, 與之類似, 用2026—2035年、2056—2065年、2086—2095年的平均來分別替代2030、2060、2090年的模擬結(jié)果。未來情景模擬試驗(yàn)是指在不同的CO2等溫室氣體排放速度下(RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5), 模擬由于人類活動(dòng)導(dǎo)致溫室氣體增加而引起的全球變暖等氣候變化。RCP4.5是指在中等排放濃度情景下產(chǎn)生的模擬結(jié)果, 也就是按照當(dāng)前人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體的排放速度模擬的結(jié)果, 相比較RCP2.6(偏低)和RCP8.5(偏高), RCP4.5的模擬結(jié)果更加適中且接近于目前的情況(譚紅建等, 2016)。模式詳細(xì)信息見表1, 不同海域經(jīng)緯度范圍取值見表2。

表1 CMIP5數(shù)據(jù)模型信息

Tab.1 CMIP5 data model list

表2 各海區(qū)經(jīng)緯度范圍

Tab.2 Geographic coordination of each sea area

2 模型驗(yàn)證

本研究利用2010年的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)WOA13 V2對(duì)所選模式進(jìn)行驗(yàn)證。WOA13數(shù)據(jù)是來自NOAA的國(guó)家海洋數(shù)據(jù)中心海洋氣候?qū)嶒?yàn)室的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。該數(shù)據(jù)集包含全球多種海洋要素?cái)?shù)據(jù), 分為年平均和月平均數(shù)據(jù), 空間分辨率包括0.5°、1°、0.25°。在本研究中, 我們利用2005—2012計(jì)算得到的月平均數(shù)據(jù)作為2010年數(shù)據(jù)。模型驗(yàn)證結(jié)果如表3所示。通過模型驗(yàn)證結(jié)果, 我們發(fā)現(xiàn)在五個(gè)模型相對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都有一定的誤差, 但是誤差范圍都不大, 均可以用于后續(xù)的SST未來預(yù)估研究, 其中德國(guó)馬普研究所的MPI-ESM-MR模型預(yù)測(cè)結(jié)果與WOA13 V2現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果比較接近且分辨率最高, 在后面SST空間分布預(yù)估分析中, 我們將利用MPI-ESM-MR模型結(jié)果對(duì)未來中國(guó)東部陸架海的海溫空間分布進(jìn)行全面分析。

表3 CMIP5模式數(shù)據(jù)與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)WOA13 V2在2010年對(duì)表層水溫模擬結(jié)果的差異(單位: °C)

Tab.3 Difference between CMIP5 mode data and actual observation data WOA13 V2 simulation results of SST in 2010 (unit: °C)

注: WOA13 V2: 世界海洋數(shù)據(jù)集第2版; ACCESS1.3: 澳大利亞國(guó)立大學(xué)模式; BCC-CSM1.1: 中國(guó)國(guó)家氣候中心模式; CCSM4: 美國(guó)國(guó)家大氣研究中心模式; GFDL-ESM2G: 美國(guó)普林斯頓大學(xué)模式; MPI-ESM-MR: 德國(guó)馬普研究所模式

3 試驗(yàn)及結(jié)果分析

試驗(yàn)內(nèi)容主要為中國(guó)東部近海未來SST變化的預(yù)估, 主要研究其在未來80年(2030、2060、2090年)相對(duì)于當(dāng)前水溫(2010年)的年際與季節(jié)變化。我們首先對(duì)渤海、黃海、東海的年際變化進(jìn)行研究, 然后對(duì)每個(gè)海域的季節(jié)變化進(jìn)行研究。

3.1 各模式對(duì)中國(guó)東部近海未來SST變化量及變化率的預(yù)估

表4和圖1展示了各模式對(duì)中國(guó)東部近海(渤海、黃海、東海)在2010、2030、2060、和2090年的年平均SST(表4上半部分, 圖1a—c)和2030、2060和2090年相對(duì)于2010年的SST變化量以及年際變化率的值(表4下半部分, 圖1d—f)。其中, 變化率分別用2030—2010、2060—2030、2090—2060年的變化量除以相應(yīng)的年份數(shù)。變化量是為了反映未來SST相對(duì)于當(dāng)前年份的年代際變化, 變化率是為了更好的反映SST的年際變化率。在圖1中, 紅色的水平折線代表五個(gè)模型的平均值, 豎直的紅線代表五個(gè)模型與平均值之間的最大、最小差異(error bar, 用右側(cè)縱坐標(biāo)表示)。通過表4和圖1我們發(fā)現(xiàn)渤海、黃海和東海在未來80年SST均有明顯升溫趨勢(shì): 2010—2030年, 各海區(qū)SST平均升溫0.39—0.44°C, 其中東海升溫幅度最大、渤海最小; 2010—2060年, 各海區(qū)SST平均升溫1.03—1.42°C, 其中黃海升溫幅度最大、東海最小; 2010—2090年, 中國(guó)東部近海各海區(qū)SST平均升溫1.18—1.71°C, 其中渤海升溫幅度最大、東海最小。

從各年份變化率來看, 中國(guó)東部近海各海區(qū)2030—2060年SST年際變化率最高, 2060—2090年升溫速度減緩(部分模型甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的情況)。渤海和黃海2030—2060年期間溫度年變化率最大, 升溫最明顯; 東海2010—2030年期間溫度年變化率最大, 升溫最明顯。

為了更好地研究未來SST及其變化的空間分布, 我們利用空間分辨率最高的MPI-ESM-MR模擬結(jié)果繪制出中國(guó)東部陸架海在2030、2060、2090年及其相對(duì)于2010年的SST變化分布, 如圖2所示。我們發(fā)現(xiàn)2030年相比2010年, 在東海海域, 尤其是江蘇沿岸海域和濟(jì)州島西南部海域升溫明顯; 到2060年, 中國(guó)東部陸架海均出現(xiàn)不同程度的升溫, 其中在長(zhǎng)江入?？诟浇蜄|海東南部升溫最為明顯; 到2090年中國(guó)東部陸架海出現(xiàn)全面程度升溫, 其中東海中部和東部海域升溫幅度最大, 而在長(zhǎng)江入?？诟浇Ｓ蛏郎胤容^低, 甚至出現(xiàn)降溫。

表4 各模式對(duì)中國(guó)東部近海(渤海、黃海、東海)未來SST(°C)、SST變化量(°C)及變化率(°C/a)的預(yù)估(分為年代際和平均)

Tab.4 Decadal projection of future SST (°C) and SST (°C) changes and the change rates (°C/a) in coastal seas east of China (Bohai, Yellow Sea, and East China Sea) in five models (including decadal and average)

注: 表格中“-”表示變化量或變化率為負(fù), 即隨著時(shí)間遞增, 溫度下降

圖1 各模式對(duì)中國(guó)東部近海未來海表層水溫(sea surface temperature, SST)及其變化量的年代際預(yù)估

注: a—c: 渤海、黃海、東海的SST預(yù)估; d—f: 渤海、黃海、東海在2030、2060、2090年相對(duì)于2010年的SST變化預(yù)估

3.2 各模式對(duì)未來渤海在不同季節(jié)SST變化量及變化率的預(yù)估

表5和圖3分別展示了各模式對(duì)渤海在2030、2060、2090年四個(gè)季節(jié)SST的值(表5上半部分, 圖3a—d)和2030、2060、2090年相對(duì)于2010年四個(gè)季節(jié)SST的變化量及變化率的值(表5下半部分, 圖3e—h)。通過表4和圖2我們發(fā)現(xiàn)未來渤海SST每個(gè)季節(jié)的變化趨勢(shì)與年際變化保持一致, 在未來80年具有明顯的升溫趨勢(shì): 從2010年到2030年, 各季節(jié)渤海SST平均升溫0.33—0.43°C, 其中夏季升溫幅度最大、秋季最小; 從2010年到2060年, 各季節(jié)渤海SST平均升溫1.20—1.60°C,其中夏季升溫幅度最大、冬季最小; 從2010年到2090年, 各季節(jié)渤海SST平均升溫1.54—1.97°C,其中夏季升溫幅度最大、冬季最小。從各年份變化率來看, 渤海各季節(jié)從2030年到2060年SST變化率最大, 從2060年到2090年變化不明顯, 升溫速度非常緩慢。

圖2 利用MPI_ESM_MR預(yù)估的2030、2060、2090年相對(duì)于2010年的中國(guó)東部近海SST變化圖

表5 各模式對(duì)未來渤海在春、夏、秋、冬季SST變化量(°C)及變化率(°C/a)的預(yù)估

Tab.5 The projection of Bohai SST changes (°C) and change rate (°C/a) in the four seasons

注: 表格中“-”表示變化量或變化率為負(fù), 即隨著時(shí)間遞增, 溫度下降

3.3 各模式對(duì)未來黃海在不同季節(jié)SST變化量及變化率的預(yù)估

表6和圖4展示了各模式對(duì)黃海在2030、2060、2090年四個(gè)季節(jié)SST的值(表6上半部分, 圖4a—d)和2030、2060、2090年相對(duì)于2010年四個(gè)季節(jié)變化量及變化率的預(yù)估(表6下半部分, 圖4e—h)。通過表6和圖4我們發(fā)現(xiàn)未來黃海SST季節(jié)性變化與年際變化保持一致, 在未來一百年每個(gè)季節(jié)均具有明顯的升溫趨勢(shì): 從2010年到2030年, 各季節(jié)黃海SST平均升溫0.35—0.51°C, 其中夏季升溫幅度最大、冬季最小; 從2010到2060年, 各季節(jié)平均升溫1.15—1.73°C,其中夏季升溫幅度最大、冬季最小; 從2010到2090年, 各季節(jié)平均升溫1.46—2.04°C,其中夏季升溫最大、冬季最小。從年際變化率來看, 與渤海一樣, 黃海各季節(jié)從2030年到2060年SST變化率最大, 2060年到2090年升溫減緩, 變化不明顯。

注: a—d: 各模式對(duì)渤海春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)未來SST的預(yù)估; e—h: 各模式對(duì)渤海春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)未來SST變化量的預(yù)估

表6 各模式對(duì)未來黃海在春、夏、秋、冬季SST變化量(°C)及變化率(°C/年)的預(yù)估

Tab.6 The projection of Yellow Sea SST changes (°C) and change rate (°C/a) in the four seasons

注: 表格中“-”表示變化量或變化率隨著時(shí)間遞增, 溫度下降

注: a—d: 黃海在春、夏、秋、冬季未來SST的預(yù)估; e—h: 黃海在春、夏、秋、冬季未來SST變化量的預(yù)估

3.4 各模式對(duì)未來東海在不同季節(jié)SST變化量及變化率的預(yù)估

表7和圖5分別展示了各模式對(duì)東海在2030、2060、2090年四個(gè)季節(jié)SST的值(表7上半部分, 圖5a—d)和2030、2060、2090年相對(duì)于2010年四個(gè)季節(jié)變化量及變化率的預(yù)估(表7下半部分, 圖5e—h)。我們發(fā)現(xiàn)未來東海SST每個(gè)季節(jié)的變化與年際變化保持一致, 在未來80年具有明顯升溫趨勢(shì): 2010—2030年, 各季節(jié)東海SST平均升溫0.41—0.45°C, 其中夏季升溫幅度最大、冬季最小; 2010—2060年, 各季節(jié)升溫0.9—1.11°C,其中夏季升溫幅度最大、冬季最小; 2010—2090年, 各季節(jié)升溫1.16—1.21°C,其中夏季升溫幅度最大、秋季最小。從年際變化率來看, 東海各季節(jié)2010—2030年和2030—2060年的SST變化率均比較大, 兩者未有明顯差別, 2060—2090年升溫減緩, 變化不明顯。

表7 各模式對(duì)未來東海在春、夏、秋、冬季SST變化量(°C)及變化率(°C/年)的預(yù)估

Tab.7 The projection of East China Sea SST changes (°C) and change rate (°C/a) in the four seasons

注: 表格中“-”表示變化量或變化率隨著時(shí)間遞增, 溫度下降

圖5 各模式對(duì)未來東海在春、夏、秋、冬季SST及其變化量的預(yù)估

注: a—d: 東海在春、夏、秋、冬季未來SST的預(yù)估; e—h: 東海在春、夏、秋、冬季未來SST變化量的預(yù)估

4 結(jié)論

本文主要對(duì)中國(guó)東部近海(渤海、黃海、東海)在未來80年(2030、2060、2090年)相對(duì)于2010年表層水溫的年代際及季節(jié)性變化進(jìn)行了預(yù)估。通過分析, 我們發(fā)現(xiàn), 中國(guó)東部近海表層水溫在未來80年具有明顯升溫趨勢(shì)。具體表現(xiàn)為:

(1) 從年際變化上看, 中國(guó)東部近海表層年均水溫到2090年升溫幅度可達(dá)1.18—1.71°C, 其中2030—2060年升溫幅度最為明顯, 2060—2090年升溫比較緩慢。

(2) 從季節(jié)變化上看, 中國(guó)東部近海表層水溫未來將呈現(xiàn)不同季節(jié)全面升溫。到2090年不同海域不同季節(jié)表層水溫升溫幅度為1.16—2.04°C, 其中渤海、黃海和東海均在夏季升溫幅度較大, 秋冬季較小。季節(jié)變化2030—2060年升溫最為明顯, 這與年際變化規(guī)律一致。

(3) 不同海域之間, 2010—2030年, 東海升溫幅度比渤、黃海大, 然而到2060、2090年, 渤、黃海升溫比東海升溫更明顯。

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IPCC-CMIP5 BASED PROJECTION AND ANALYSIS OF FUTURE SEA SURFACE TEMPERATURE CHANGES IN COASTAL SEAS EAST OF CHINA

ZHANG Cui-Cui1, WEI Hao1, SONG Gui-Sheng1, XIE Chuan2

(1. School of Marine Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. School of Marine Science, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)

The changes of sea surface temperature (SST) over coastal seas east of China have affect the local climate changes, marine ecology, and fishery resources in China. The study of SST changes, especially its future trends, has become a hot research topic in oceanography. The Fifth Assessment Report (AR5) given by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) provides a clear and up-to-date view of both global and local climate changes in the worldwide oceans. We used five representative models of CMIP5 (including ACCESS1.3, BCC-CSM1.1, CCSM4, GFDL-ESM2G, and MPI-ESM-MR) to project the SST changes over coastal seas east of China (including the Bohai Sea, the Yellow Sea, and the East China Sea) under RCP 4.5 scenario in the next 80 years (2030, 2060, 2090) compared to that in 2010. The experimental results demonstrate that SST over the coastal seas east of China would have a significant increase in the next 80 years. The decadal SST would rise by 1.18—1.71°C till 2090, where the highest increase rate would be achieved from 2030 to 2060. The seasonal SST would increase 1.16—2.04°C, where the increase rate in summer would be more obvious than those in other seasons.

coastal seas East of China; sea surface temperature; future seawater temperature projection; IPCC- CMIP5

* 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目資助, 2017YFC1404403號(hào); 國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目, 41806116號(hào)。張翠翠, 講師, 助理教授, E-mail: cuicui.zhang@tju.edu.cn

魏 皓, 博士生導(dǎo)師, 教授, E-mail: hao.wei@tju.edu.cn

2019-12-03,

2020-08-25

P731.11

10.11693/hyhz20191200246