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  • 科研進展

    CD: 基于偏差訂正后的多個全球氣候模式的高分辨率動力降尺度結果預估中亞的氣候變化

      由于其脆弱的生態系統、頻發的自然災害、緊缺的水資源和加速消融的冰川,中亞(這里專指中亞五國)屬于氣候變化的熱點區域。預估該地區的氣候變化對于制定相應的應對方案具有重要意義。

      近日,中國科學院大氣物理研究所東亞中心的邱源博士等,基于偏差訂正后的多個全球氣候模式的高分辨率動力降尺度結果預估了中亞在未來的氣溫、熱浪和干旱的變化。
      該研究發現,與歷史時段(1986-2005)相比,中亞在未來時段(2031-2050)升溫顯著;年均溫變化的區域均值在1.63-2.01℃之間;從秋季到春季,約北緯45度以北地區的升溫更快,這與雪蓋和地表反照率的變化有關;雖然在全球不少高海拔區發現了升溫隨海拔增加的現象,但該現象在中亞的高海拔區并未被模擬到;此外,中亞的熱浪日頻次、次數和最長持續天數在未來都將增加;雖然年降水和基于降水計算的干旱指數SPI(Standard Precipitation Index)指示中亞在未來是變濕的,但基于降水和潛在蒸散發計算的干旱指數SPEI(Standard Precipitation Evapotranspiration Index)指示中亞在未來是變干的,因為升溫導致的潛在蒸散發的增加量遠大于降水的增加量。
      在方法上,該研究量化了偏差訂正技術和動力降尺度方法分別對提高模擬精度的貢獻,發現前者在減小氣候態偏差上的貢獻更大,而后者在提升對氣候態空間格局的刻畫上貢獻更大。
      “本研究證明區域模式在模擬像中亞這樣的地形復雜區具有明顯的優勢。借助高分辨率的區域模擬結果,我們將針對中亞山區的升溫特征及其原因開展更深入的研究。此外,通常的區域模擬只考慮溫室氣體隨時間的變化。在本研究中,我們改進了區域模式,使其同時考慮多個外強迫因子(如氣溶膠、臭氧和火山等)的變化,目的是使區域模式內部和驅動場(全球氣候模式)的外強迫信息保持一致。這在方法上是一個創新?!闭撐牡耐ㄓ嵶髡唏T錦明研究員說。
      本研究由中科院A類先導專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”(XDA20020201)和國家自然科學基金(41875134)資助。
     
    圖1. 區域集合模擬預估的中亞年(ANN)和季節(DJF:冬季,MAM:春季,JJA:夏季,SON:秋季)均溫的變化格局(2031-2050 vs 1986-2005),同時列出了氣溫變化的區域均值(AVG)和標準差(STD)。
      參考文獻:Qiu, Y., Feng, J., Yan, Z. et al. High-resolution dynamical downscaling for regional climate projection in Central Asia based on bias-corrected multiple GCMs. Clim Dyn (2021). https://doi.org/10.1007/s00382-021-05934-2
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