氣候預估有偏差亞非季風區未來降水增幅被高估

文／陸成寬

研究發現，最新的氣候模式普遍高估了未來亞非季風區降水的變化。校正后，預估的未來亞非季風區平均降水增幅僅是原始結果的70%，其中減少最大的是西非季風區，約為原始結果的49%。

未來的氣候會是什么樣子？利用超級計算機進行的氣候模式的預估會告訴我們答案。但是，這些氣候模式的預估一定準確嗎？

答案是：原始結果有偏差，實際應用需校正。5月10日，《自然·通訊》發表的一項研究成果顯示，最新的氣候模式就顯著高估了未來亞非季風區的夏季降水和總徑流量的增幅。

“通過一種新的基于觀測和物理的約束法，我們對最新的氣候模式預估的結果進行了有效校正。校正后，亞非季風區的區域平均降水增幅只有原始結果的70%。”論文通訊作者、中國科學院大氣物理研究所（以下簡稱中科院大氣物理研究所）研究員周天軍告訴科技日報記者。

對溫室氣體敏感度過高造成偏差

亞非季風系統是全球季風系統的重要組成部分，包括東亞季風、南亞季風和西非季風。亞非季風區數十億人口的水資源來自夏季風降水。亞非季風的未來變化，將會對水資源和糧食產量造成顯著影響。

“因此，準確預估亞非季風區的降水變化，對于開展氣候變化影響和適應評估、制定減緩策略等至關重要?！敝芴燔娬f。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，在不同的排放情景下，未來亞非季風區的降水將普遍增多，但是結果存在一定的不確定性。

“IPCC第六次評估報告的結論是基于最新的‘第六次耦合模式比較計劃’（CMIP6）的氣候模式得出的，造成預估結果存在不確定性的原因，是這些最新的氣候模式許多存在對溫室氣體的敏感度過高、模擬的溫度變化‘過熱’等問題。這種‘過熱’的偏差，會造成對未來氣候變化影響風險的高估。”周天軍坦言。

為解決這一問題，IPCC第六次評估報告針對全球平均溫度等氣候要素的預估提出了一種有效的校正手段。但是，在區域尺度上，如何解決最新的氣候模式因對溫室氣體敏感度過高所造成的偏差，尚沒有統一的行之有效的辦法。

在此背景下，中科院大氣物理研究所研究團隊發展了一種基于觀測數據和物理聯系的，被稱為“萌現約束”的校正方法，對最新的氣候模式預估結果進行了有效校正，從而給出了更為準確的預估結果。

增溫的空間不均勻性聯系歷史和未來

那么，研究人員是怎樣判斷“萌現約束”法的預估更準確的呢？

周天軍解釋，“萌現約束”法的基本思想，就是把大樣本的多個氣候模式對未來氣候變化預估的偏差和它們對歷史氣候模擬的性能表現結合起來，尋找二者間的聯系規律，并且這種聯系需要有清晰的物理內涵；隨后，對歷史性能表現利用觀測數據來尋找最佳契合點，最終能夠給出更為準確的預估結果。

“就像有人要開設一張信用卡來透支未來時，銀行首先要看一下他過去的信譽好不好。只要客戶群樣本數目足夠大，作為管理方的銀行總可以基于客戶群的歷史表現，找到某種最佳的指標來評判誰是未來可信的優質客戶?！敝芴燔娬f，在“萌現約束”方法中，這個聯系歷史與未來的指標是增溫的空間不均勻性，它通過影響半球間的熱力差異而影響季風環流，并最終影響降水。

研究發現，最新的氣候模式普遍高估了未來亞非季風區降水的變化。校正后，預估的未來亞非季風區平均降水增幅僅是原始結果的70%，其中減少最大的是西非季風區，約為原始結果的49%。同時，基于降水和總徑流量之間的聯系，研究發現，亞非季風區未來總徑流量顯著增多的區域面積占比僅為原始結果的66%。

周天軍表示，這項研究表明，在人們所關注的高碳排放和中等碳排放強度兩種情景下，未來亞非季風區雖然降水會增加，但增加幅度并沒有以前估算的那么大；同時，觀測記錄顯示，亞非季風區諸多地區在過去幾十年存在降水減少的趨勢，預估的未來降水增幅變小也給這些地區的水資源管理提出了新問題。

（文章來源：《科技日報》）