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IJC:全球变暖、IPO与AMO在地表气温与陆地降水中的相对重要性

发布者:何琼发布时间:2024-03-22浏览次数:309

全球地表气温与降水的变化受气候系统外强迫(如:全球变暖)与内部变率(如:IPO、AMO)的共同影响。然而,以往的研究只是根据模式或者多元回归定量地给出全球变暖、IPO与AMO在全球地表气温与陆地降水变化中的相对重要性。近日,硕士研究生许承宇(第一作者)和陶丽教授(通讯作者)等针对观测数据,并借助标准化多元信息流等多种统计方法,定量给出了全球变暖、IPO与AMO在地表气温与陆地降水中的相对贡献,并利用自组织映射方法给出了天气型的变化。

结果表明,1934/1948–2020年间全球地表气温变化主要表现为长期增暖趋势,且相比于陆地,其方差占比在海洋上较高(最高约70%)。全球变暖是造成地表气温变化的主要因子,IPO次之,AMO的重要性相对较小。其中全球变暖的重要性在北印度洋和热带西太平洋最大,达60%;IPO对热带印度洋、太平洋、热带大西洋与南美洲地表气温的变化有影响;除北大西洋外,AMO还对西北太平洋的地表气温变化有影响。

平均而言,全球变暖、IPO与AMO对全球陆地降水的相对重要性较地表气温要小得多。尽管三者在北半球夏半年(5月至10月)与冬半年(11月至次年4月)之和分别仅为2.8%与4.4%,但全球变暖仍是陆地降水变化主要原因。其中欧亚大陆中高纬度地区的降水存在大范围的增多趋势,且相比于北半球夏半年,这种趋势在冬半年尤为显著(图1)。这与全球变暖使从大西洋向欧亚大陆的水汽输送增强有关。

此外,三者各自的相对重要性随时间段而变化。对于全球地表气温,早期(1934/1948–1976)全球变暖的相对重要性为31%,远小于IPO(54%);而近期(1977–2020)全球变暖的相对重要性则远超过IPO,影响区域扩大至全球,且AMO的重要性也有所增加,三者相对重要性在陆地(海洋)上分别为55%(42%)、24%(33%)与21%(25%)。对于全球陆地降水(图2),北半球夏半年全球变暖(IPO)的相对重要性从早期的18%(53%)增加(减少)到近期的28%(40%);冬半年全球变暖的相对重要性较稳定,但AMO(IPO)的相对重要性从早期的27%(36%)下降(增加)到近期的19%(43%)。

相关成果已在线发表于《International Journal of Climatology》。本研究得到了国家自然科学基金重点项目(42230105)的支持。

图1 1934-2020年期间GPCC的陆地降水中(a)10-20年、(b)20-50年,(c)>50的方差占比。暗红线包围的区域表示通过了10%蒙特卡罗检验。

图2  全球变暖、IPO与AMO对1934–1976年间北半球(a)夏半年、(c)冬半年GPCC陆地降水变化的总贡献,以及区域平均的(b,d)全球变暖(红色)、AMO(蓝色)、IPO(绿色)的相对贡献及三者之和(蓝绿色)。右侧(e–h)与左侧相同,但为1977–2020年间。

文章信息:

Xu, C., Tao, L.*, Rong, Y., & Xu, C. (2024). Relative importance of global warming, the IPO, and the AMO in surface air temperature and terrestrial precipitation. International Journal of Climatology, 44(3), 923–952. https://doi.org/10.1002/joc.8365


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