氣候預(yù)估有偏差亞非季風(fēng)區(qū)未來降水增幅被高估

文／陸成寬

研究發(fā)現(xiàn)，最新的氣候模式普遍高估了未來亞非季風(fēng)區(qū)降水的變化。校正后，預(yù)估的未來亞非季風(fēng)區(qū)平均降水增幅僅是原始結(jié)果的70%，其中減少最大的是西非季風(fēng)區(qū)，約為原始結(jié)果的49%。

未來的氣候會是什么樣子？利用超級計算機進行的氣候模式的預(yù)估會告訴我們答案。但是，這些氣候模式的預(yù)估一定準確嗎？

答案是：原始結(jié)果有偏差，實際應(yīng)用需校正。5月10日，《自然·通訊》發(fā)表的一項研究成果顯示，最新的氣候模式就顯著高估了未來亞非季風(fēng)區(qū)的夏季降水和總徑流量的增幅。

“通過一種新的基于觀測和物理的約束法，我們對最新的氣候模式預(yù)估的結(jié)果進行了有效校正。校正后，亞非季風(fēng)區(qū)的區(qū)域平均降水增幅只有原始結(jié)果的70%?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、中國科學(xué)院大氣物理研究所（以下簡稱中科院大氣物理研究所）研究員周天軍告訴科技日報記者。

對溫室氣體敏感度過高造成偏差

亞非季風(fēng)系統(tǒng)是全球季風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，包括東亞季風(fēng)、南亞季風(fēng)和西非季風(fēng)。亞非季風(fēng)區(qū)數(shù)十億人口的水資源來自夏季風(fēng)降水。亞非季風(fēng)的未來變化，將會對水資源和糧食產(chǎn)量造成顯著影響。

“因此，準確預(yù)估亞非季風(fēng)區(qū)的降水變化，對于開展氣候變化影響和適應(yīng)評估、制定減緩策略等至關(guān)重要?！敝芴燔娬f。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，在不同的排放情景下，未來亞非季風(fēng)區(qū)的降水將普遍增多，但是結(jié)果存在一定的不確定性。

“IPCC第六次評估報告的結(jié)論是基于最新的‘第六次耦合模式比較計劃’（CMIP6）的氣候模式得出的，造成預(yù)估結(jié)果存在不確定性的原因，是這些最新的氣候模式許多存在對溫室氣體的敏感度過高、模擬的溫度變化‘過熱’等問題。這種‘過熱’的偏差，會造成對未來氣候變化影響風(fēng)險的高估?！敝芴燔娞寡浴?/p>

為解決這一問題，IPCC第六次評估報告針對全球平均溫度等氣候要素的預(yù)估提出了一種有效的校正手段。但是，在區(qū)域尺度上，如何解決最新的氣候模式因?qū)厥覛怏w敏感度過高所造成的偏差，尚沒有統(tǒng)一的行之有效的辦法。

在此背景下，中科院大氣物理研究所研究團隊發(fā)展了一種基于觀測數(shù)據(jù)和物理聯(lián)系的，被稱為“萌現(xiàn)約束”的校正方法，對最新的氣候模式預(yù)估結(jié)果進行了有效校正，從而給出了更為準確的預(yù)估結(jié)果。

增溫的空間不均勻性聯(lián)系歷史和未來

那么，研究人員是怎樣判斷“萌現(xiàn)約束”法的預(yù)估更準確的呢？

周天軍解釋，“萌現(xiàn)約束”法的基本思想，就是把大樣本的多個氣候模式對未來氣候變化預(yù)估的偏差和它們對歷史氣候模擬的性能表現(xiàn)結(jié)合起來，尋找二者間的聯(lián)系規(guī)律，并且這種聯(lián)系需要有清晰的物理內(nèi)涵；隨后，對歷史性能表現(xiàn)利用觀測數(shù)據(jù)來尋找最佳契合點，最終能夠給出更為準確的預(yù)估結(jié)果。

“就像有人要開設(shè)一張信用卡來透支未來時，銀行首先要看一下他過去的信譽好不好。只要客戶群樣本數(shù)目足夠大，作為管理方的銀行總可以基于客戶群的歷史表現(xiàn)，找到某種最佳的指標來評判誰是未來可信的優(yōu)質(zhì)客戶?！敝芴燔娬f，在“萌現(xiàn)約束”方法中，這個聯(lián)系歷史與未來的指標是增溫的空間不均勻性，它通過影響半球間的熱力差異而影響季風(fēng)環(huán)流，并最終影響降水。

研究發(fā)現(xiàn)，最新的氣候模式普遍高估了未來亞非季風(fēng)區(qū)降水的變化。校正后，預(yù)估的未來亞非季風(fēng)區(qū)平均降水增幅僅是原始結(jié)果的70%，其中減少最大的是西非季風(fēng)區(qū)，約為原始結(jié)果的49%。同時，基于降水和總徑流量之間的聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，亞非季風(fēng)區(qū)未來總徑流量顯著增多的區(qū)域面積占比僅為原始結(jié)果的66%。

周天軍表示，這項研究表明，在人們所關(guān)注的高碳排放和中等碳排放強度兩種情景下，未來亞非季風(fēng)區(qū)雖然降水會增加，但增加幅度并沒有以前估算的那么大；同時，觀測記錄顯示，亞非季風(fēng)區(qū)諸多地區(qū)在過去幾十年存在降水減少的趨勢，預(yù)估的未來降水增幅變小也給這些地區(qū)的水資源管理提出了新問題。

（文章來源：《科技日報》）