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从地气水份循环过程理解变暖背景下降水变化的不确定性

发布者:何琼发布时间:2022-04-06浏览次数:1668

因温室气体排放,全球变暖毋庸置疑。但全球降水变化则存有较大的不确定性,这既体现在降水的变化趋势上,也体现在不同模式模拟和预估的结果上。最近,陆尔教授等对此进行了研究,从地气水份循环角度理解变暖背景下降水变化的不确定性。成果发表在《International Journal of Climatology》。

采用CMIP5的30个气候模式的历史(1850-2005)模拟资料,用p-值反映长期变化的显著程度。分析了地气水份循环过程中的若干重要环节,所用变量包括:大气温度(ta-600,用600hPa作代表)、近地面气温(tas)、近地面比湿(huss)、大气比湿(hus-600)、大气相对湿度(hur-600)、及降水(pr)。用多模式均值,将这些变量依其p值的水平分布进行排序,以考察水份循环过程的诸环节,并对不同要素的p值场进行了点对点的比较。

结果显示,相应于大气中温室气体的不断排放,全球总体而言,大气温度的持续升高是非常显著的。相应地,近地面气温的升高也是相当显著的。经由地表蒸发环节,近地面比湿的增加也是相当显著的。然后,通过水汽的垂直和水平输送环节,大气因变暖而实际获得的水汽,其变化的显著性则有了较大的减弱。进一步地,在此凝结高度上,需考察相对湿度的变化。它所反映的,是大气实际获增的水汽与大气容水能力增大的比较。经此凝结环节,相对湿度的变化、及最终降水的变化,都变得非常不确定了。

如不考虑反馈作用,降水可理解为水份循环过程的最末端。降水变化的不确定性,正是由上述水份循环诸环节中不确定性的逐步累积而导致的。定量分析表明,降水变化最大的不确定性来自于水汽的凝结环节,其次来自于水汽的垂直和水平输送环节。 

大气温度(ta-600)、近地面气温(tas)、近地面比湿(huss)、大气比湿(hus-600)、大气相对湿度(hur-600)、及降水(pr)的长期变化的p值。取多模式均值(MME),白色表缺测。

 

文章信息:

Tu J, Lu E (2021): Understanding the uncertainty of the long-term precipitation trend under global warming through the water cycle. International Journal of Climatology,DOI: 10.1002/joc.7463


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