研究发现全球变暖下ENSO或将带来更大气候灾害

2021-04-15 14:07:03 来源: 科技日报 作者: 董丹宏 张盖伦

通讯员 董丹宏 科技日报记者 张盖伦

ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)是发生在赤道中东太平洋3到7年周期的冷暖振荡现象,对全球气候和生态环境有显著影响。预估全球变暖下ENSO的变化,一直是气候学研究的重要领域。4月15日,中科院大气所联合日本东京大学、美国斯克利普斯海洋研究所组成的国际团队在《Nature Geoscience》上发表论文,提出了一个新的ENSO变化约束机制,指出全球变暖下ENSO的气候影响会显著增强。

此前的预估性研究通常是基于IPCC(政府间气候变化专门委员会)的数值模式模拟,但数值模式自身的缺陷给预估带来了很大的不确定性。数值模式物理过程和初始场细微的差异,就可能带来截然不同的ENSO预估结果,因此,很难在数值模拟中获取可信的ENSO变化信号。

图一:全球变暖下ENSO影响变化示意图。全球变暖下大气边界层水汽、热带降水、对流层温度和大气环流对ENSO的响应增强。

该研究基于热力学理论提出了一个新的ENSO变化机制。根据克劳修斯水汽方程,大气饱和水汽压随着温度增加而接近指数增长,也就是说,水汽对温度的响应随着温度增长而增强。因此,在全球变暖背景下,同样振幅的ENSO能造成更强的对流层水汽异常,进而造成更强的全球大气环流、气温和降水异常(图一)。非常有意思的是,几乎所有的CMIP5(一种耦合模型)和CMIP6数值模式的模拟结果都和理论推测一致。

这项研究可为全球变暖下ENSO的变化提供了一个新的约束理论,也降低ENSO预估的不确定性。该理论也明确指出,全球变暖下ENSO的气候影响将显著增强,未来ENSO可能会造成更大的气候灾害。ENSO是我国长江流域、四川和陕西山区旱涝灾害的主要成因,研究结果也提示这些地区的旱涝灾害在未来可能会更加严重。

该论文第一和通讯作者是中科院大气所胡开明副研究员,黄刚研究员为共同通讯作者,合作者包括大气所黄平研究员、日本东京大学Yu Kosaka、和美国斯克利普斯海洋研究所谢尚平教授。

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责任编辑:范琪