20世纪90年代以来，欧亚大陆夏季温度呈现出非均匀增暖的变化特征，即在欧洲–西亚（EWA）和东北亚（NEA）地区增温加剧，而中亚（CA）地区的增温幅度较小（Hua等，2021；2022）。变暖加剧会对人类的健康、区域经济和生态系统产生重要影响，还会使得更高频率、更长持续时间以及更强烈的极端温度事件的发生。那么，CMIP6气候模式能否再现这种非均匀增暖的变化特征以及能再现这一现象的关键物理机制是什么尚不清楚。厘清这些科学问题，有助于理解模式在模拟欧亚非均匀增暖中的不确定性。
近日，中心陆气相互作用团队华文剑教授研究组围绕欧亚夏季非均匀增暖，系统评估了CMIP6模式对欧亚温度年代际变化的模拟能力，并揭示了模式间差异性的可能原因。利用定义的非均匀增暖指数（NWI），系统评估了模式对于非均匀增暖时空变化的模拟能力。对于模拟较好的模式（BMME），模式能够再现非均匀增暖的年代际变化特征；而模拟较差的模式（WMME）其增暖中心位于CA且与观测表现为反相的年代际变化特征。进一步分析表明，模拟较好的模式能够再现观测中正的北大西洋涛动（SNAO）模态以及西欧和地中海地区显著的正罗斯贝波波源（RWS）异常，有利于欧亚上空遥相关波列的传播，从而模拟较好的模式在EWA和NEA上空对应反气旋环流并伴随暖平流和向下短波辐射的增加，导致该地区的异常增暖，CA上空则相反。对于非均匀增暖模拟较差的模式，表现为与观测相反的变化且在欧亚上空不存在明显的遥相关波列。研究表明，模式能否再现欧亚大陆上空正–负–正排列的类丝绸之路遥相关（SRP）的波列，以及正的SNAO模态，是其能否再现欧亚夏季非均匀增暖的关键（Hu & Hua, 2023）。
图1. 观测和模式模拟的欧亚夏季温度的主模态（EOF1）
图2. 观测和模式中非均匀增暖指数（NWI）的变化
图3. 观测和模式中欧亚大陆上空200hPa环流场和位势高度场（左）以及北大西洋海平面气压场（右）在2006‒2015年和1980‒1997年的合成差值
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Hu, Yuhan, Hua, Wenjian. 2023. Evaluation of summer non-uniform multidecadal temperature variations over Eurasia in CMIP6 models. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128(21), e2023JD039267. https://doi.org/10.1029/2023JD039267
Hua, Wenjian, Dai, Aiguo, Chen, Haishan. 2022. Little influence of Asian anthropogenic aerosols on summer temperature in Central East Asia since 1960. Geophysical Research Letters, 49(7), e2022GL097946. https://doi.org/10.1029/2022GL097946
Hua, Wenjian, Qin, Minhua, Dai, Aiguo, Zhou, Liming, Chen, Haishan, Zhang, Wangxin. 2021. Reconciling human and natural drivers of the tripole pattern of multidecadal summer temperature variations over Eurasia. Geophysical Research Letters, 48(14), e2021GL093971. https://doi.org/10.1029/2021GL093971