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《气候变化动态》2024年第11期信息概览

发布时间:2024-04-22 打印

 年代际振荡在过去40年平流层水汽变率中占主导地位
  
  随着观测技术的进步和高顶大气模式的发展,近20年来的一系列研究表明平流层水汽具有重要的气候反馈效应,其长期变化对评估温室效应有重要影响,然而平流层水汽长期变化的定量评估仍存在很大的不确定性。
  一项近期研究成果发现,在过去40年平流层水汽记录中普遍存在一个显著的年代际振荡,该振荡信号解释了接近50%的平流层水汽气候异常变率。该信号的表现为平流层在10年相对干燥和10年相对湿润的状态中来回振荡,尤其在平流层中低层和北半球的振幅较大。利用拉格朗日大气化学传输模式(CLaMS)进一步诊断出该振荡是主要由热带对流层顶温度幅度为±0.2K的年代际温度异常以及BD环流的半球不对称结构性调整引起的。滤掉该年代际信号后,基于模拟和卫星观测的平流层水汽历史数据中都未发现显著的整体趋势。值得指出的是,具有重要辐射效应的热带外下平流层确实是在显著增湿的。这侧面说明控制热带外下平流层水汽变化的因素和其他平流层区域可能是不同的。
  “我们这项工作指出了平流层水汽趋势评估可能存在的一个误区。由于目前连续观测资料的稀缺,很多趋势评估是基于时间窗口仅有10~20年的平流层水汽记录,这种时间尺度上所看到的线性趋势很大程度上是年代际振荡信号,而不能代表更长期的真正的水汽趋势。”论文的第一和通讯作者中国科学院大气物理所的陶梦初博士后指出。
  该工作以“多年代际变率控制短期平流层水汽趋势”(Multi-Decadal Variability Controls Short-Term Stratospheric Water Vapor Trends)为题发表于《通讯地球与环境》(Communications Earth & Environment)。
  

 

  

 北极海冰与大气相互作用减弱厄尔尼诺事件强度
  
  近日,一项发表在《科学进展》上的最新研究揭示,北极海冰与大气间的相互作用(以下简称“冰气相互作用”)能够减弱厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件约17%的强度。这意味着ENSO在影响着北极气候年际变率的同时,也在一定程度上受到北极气候过程的反作用影响。
  该研究利用全球海气耦合模式进行了两组500年的数值模拟试验。在大气CO2含量保持在工业化以前水平的条件下,一组试验保留了冰气相互作用,而另一组试验则切断了两者间的耦合过程。通过比较两组试验间的差异发现,在冰气相互作用的影响下,ENSO事件及其相关的气候异常幅度减弱了约12%至17%。这主要是由于北极冰气相互作用使得气候平均条件下赤道东太平洋的越赤道南风增强、赤道中太平洋的温跃层加深,从而抑制了一系列与ENSO发展有关的反馈过程,最终减弱了ENSO事件的强度。
  此外,历史观测和再分析资料也从侧面印证了海冰与ENSO的关系:相比于冰气相互作用较弱的1971—2000年,在相互作用较强的1921—1960年间ENSO事件的强度要明显偏弱,其中的物理过程与气候模式的结果类似。
  然而,在全球变暖背景下,北极海冰的不断消融会导致这种冰气相互作用及其对ENSO事件的削弱效应逐渐减弱甚至消失,所以,ENSO事件在未来可能会变得更强。对此,该研究通讯作者之一、南京信息工程大学大气科学学院副教授邓洁淳强调,现有的气候模式需要更加真实地表现这种冰气相互作用过程,以更好地模拟预估未来ENSO事件及其影响的变化。
  

 

  

  北极多年冻土已成温室气体净来源
  
  瑞典和美国科学家对北极地区三种主要温室气体评估发现,北极多年冻土区域向大气排放的碳比吸收的碳多,导致地球进一步变暖。相关论文发表于最新一期《全球生物化学循环》杂志。
  科学家一直以来并不确定多年冻土地区是否已经成为温室气体的净排放地。因为即使融化导致生物物质中释放出更多碳化合物,但植物的增加也有可能从大气中吸收更多CO2。
  在最新研究中,北欧区域研究所团队发现多年冻土区从碳汇转变到碳源。2000—2020年间,该地区每年排放1.44亿吨碳。该地区同期还排放了CH4,以及每年排放300万吨氮,其中部分以N2O的形式排放,这是一种更强大的温室气体。
  此前研究通常依赖卫星数据或机器学习技术,但团队汇编了200个地点的地面排放观测结果,并将其外推到植物和湿度相似的地区,得出了上述结论。
  研究人员表示,多年冻土地区是大气温室气体的一个新来源,现有全球气候模型没有完全考虑到这一点。
  

 

  

 新方法预测气候变化将如何影响粮食生产和金融机构
 
  美国加州大学圣迭戈分校全球政策与战略学院的研究人员开发了一种新方法,用于预测气候变化对农业产生的金融影响,这有助于支持越来越容易遭受气候灾难的国家的粮食安全和金融稳定。相关成果以“农业气候风险的经验模型”(Empirical modeling of agricultural climate risk)为题发表在《美国科学院院刊》上。
  研究使用了巴西的气候和农业数据,结果发现,气候变化对农业产生了级联效应,导致巴西最大的公共银行之一的贷款违约率增加。根据研究,在未来30年,气候导致的贷款违约率可能会增加7%。
  论文中的预测显示,尽管各地气温都在上升,但不同地区的气温变化存在很大差异,这凸显了建立不同类型的物理和金融抵御能力的必要性。
  例如,预计巴西北部部分地区在2050年左右会有更剧烈的季节性波动,冬季降雨量更大,夏季更干燥,因此政策制定者应该考虑通过建造水坝和水库以及增加地下水储存能力来考虑对水资源的需求。相反,巴西中部的天气可能比较稳定,但整体气温会更高,这意味着需要种植耐热作物。
  论文作者使用了一种统计方法,将巴西过去的气候数据与作物生产力、农业收入和农业贷款表现等信息进行了匹配。他们将这些数据与气候模拟相结合,预测未来的天气状况及其对农业的影响,以及这些变化将如何影响金融机构。
  加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯海洋学研究所环境科学教授Jennifer Burney说:“研究气候对农业的影响一个难点是,一直在发生的各种适应性变化不易观察到,但对于了解脆弱性和风险如何变化却非常重要。我们能够区分来自不同类型气候影响的信号,以及哪些影响导致了这种更大的金融风险。”
  这项研究的一个关键目标是支持气候变化下实现韧性粮食安全,这需要了解微小的气候变化何时可能产生巨大的影响,且这种影响如何通过贸易和银行等机构蔓延到整个地区或其他部门。
  随着气候变化日益成为国家安全威胁,了解气候变化带来的系统性风险对政策制定者和救灾机构尤其有帮助。为此,研究中开发的统计方法可以在全球范围内应用。例如,西太平洋地区的一些国家政府在厄尔尼诺现象出现的年份会在全球市场上购买额外的粮食,而此时他们本国的农作物生产率却受到了影响。研究中使用的统计方法可以帮助世界各国政府了解本国的气候条件,以及当地、地区或国际机构是否最适合应对这些问题。
  这项研究尤其有助于联合国在2022年设立的损失和损害基金的发展。全球政策与战略学院经济学教授Krislert Samphantharak表示:“我们的技术可以帮助各国考虑,在哪些地方投入的资金能够获得最高的韧性回报,这项技术还有助于确定哪些地方可能需要国际再保险。”
  

 

  

究发现17座山脉极有可能因气候变化而丧失生物多样性
 
  由于气候变化导致的全球变暖速度加快,生活在全球17个山区的物种正面临灭绝的风险。然而,根据发表在《自然》杂志上的一项研究,在全球山区建立更多的气象监测站对于更深入地了解这些威胁的程度至关重要。
  一个国际研究小组开发了一种估算气候速度的新方法,重点研究了因全球变暖而面临重大风险的17个山区,包括巴西高原、伊朗-巴基斯坦地区、美洲西部和墨西哥、地中海盆地和东北亚。
  该研究强调了在这些栖息地制定生物多样性保护和气候变化适应战略的迫切需要。
  在山区建立气象观测站极具挑战性,导致全球缺乏山区长期气候数据。这一缺口,再加上复杂的地形,限制了对气候变暖趋势的了解。
  研究人员指出,本研究结合了大气科学的理论,考虑了影响山区气候速度的两个重要因素:地表增温程度和湿度。该方法弥补了台站数据的不足,并评估了气候变化下山区温度等温线的变化。
  研究确定了气候速度明显较快的地区,从阿拉斯加-育空地区到苏门答腊、从地中海到日本的17个山区在内的气候速度明显较高的地区,这些地区与几个生物多样性热点地区重叠。 
  研究人员强调,山地物种的迁移速度明显滞后。“即使在未被列入17个已确定山区的地区,物种仍可能面临跟不上气候速度的风险,因此早期建立监测网络十分必要。”
  研究人员指出,“缺乏山区气象观测数据是研究中最大的挑战。”在没有直接数据的情况下,不得不依靠模式来进行估算,而估算结果会因模式和方法不同而有很大差异。
  此外,由于尺度不同,全球数据并不适合用于本地预测。不同山区的独特性和本地数据的缺失意味着,没有突出显示的地区并不意味着不受影响。
  因此,该研究强调,需要在山区建立更多的气象站,以更好地了解真实情况,应对气候变化对物种的影响。
  

 

  

随着气温上升,北极降水率将翻倍
 
  北极地区经常受到人为气候变化造成的大量影响,包括冰川退缩和浮动海冰减少、融水入侵改变海洋盐度以及海平面上升等。由于该地区每年的变暖速度是全球平均速度的三倍,冰反照率反馈只会进一步加剧这一问题。与冰的反射特性相比,冰的融化会暴露出更多的“暗”表层海洋和陆地,从而吸收热量,导致进一步融化。
  无论是冬季还是夏季,北极的降水主要以雪的形式出现,但随着暖空气的输送,偶尔也会出现降雨。虽然普遍认为当前的低降水模式可能会随着全球变暖而发生变化,但增加的幅度仍无定论。相关成果以“影响北极降水历史和未来趋势的因素”(Factors Contributing to Historical and Future Trends in Arctic Precipitation)为题发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上。
  日本气象厅和日本极地研究所的科学家发现,北极降水量以两倍于全球气温上升的速度迅速增加。这两个因素是成正比的:随着地球温度的升高,降水量也会增加。与夏季(6—8月)相比,这种模式在北半球秋季(9—12月)表现得最为突出。
  为了确定这一点,首席研究员Seiji Yukimoto和他的团队使用了第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)(基于卫星和雨量计数据)来确定自20世纪80年代以来的趋势,这一时期温度与降水之间的联系明显增强。CMIP6模式建立的北极温度放大因子为2.7(北极温度与全球平均温度趋势之比),北极降水量与全球降水量趋势之比为6.3。
  除了温室气体强迫的这些变化外,人为气溶胶排放(如源于化石燃料燃烧的气溶胶)也同时达到了一个高峰。在20世纪80年代之前,这些气溶胶对温室气体浓度的增长具有抑制作用,因为它们有助于云的形成和对入射太阳辐射的反射,因此有助于地球保持较低的温度。然而,模式清楚地表明,自20世纪50年代以来,随着人为气溶胶浓度的下降(直到1980年的高值),温室气体强迫增加。
  此外,辐射冷却(向太空发射长波红外辐射以平衡从太阳吸收的短波能量)的增加,以及极地-赤道温度梯度变小导致的向极地感热输送(从热带向极地移动的暖水)的减少,这些因素结合在一起,进一步增强了北极降水格局。
  研究小组对未来趋势进行了推断,认为目前的降水模式将持续到2045年,而在此之后到2100年,降水量的增加可能会受到排放量减少和气温升幅预计下降的抑制。
  这项研究强调,持续减缓气候变化是抵消和减少当前北极放大系数翻倍及其对当地居民和整个相互关联的地球系统造成的大量环境影响的一个重要因素。
  

 

  

 2024世界未来能源峰会聚焦能源转型
 
  为期3天的2024世界未来能源峰会4月16日在阿联酋首都阿布扎比开幕。峰会由阿布扎比未来能源公司主办,旨在探讨全球能源转型,推动对清洁能源和可再生能源领域投资,共创可持续发展的未来。
  阿联酋独立气候变化加速器首席执行官沙玛·阿勒纳哈扬在发言中说,要实现全球温控目标,需要大量资金投入,作为一种解决方案,“混合融资”模式被认为是提供应对气候变化所需财务资源的重要机制。
  国际可再生能源机构总干事拉卡梅拉在发言时表示,需要探讨能源转型的优先事项和加速进展的步骤,以便到2030年将可再生能源发电装机规模提升到至少11太瓦。
  作为世界未来能源峰会的一部分,与会者在当天一个与绿色氢相关的会议上呼吁对绿色氢基础设施进行更多投资,以降低这种绿色燃料的价格并支持全球能源转型努力。绿色氢是使用可再生能源(如风能和太阳能)生产的氢。
  阿塞拜疆今年将举办《联合国气候变化框架公约》第二十九次缔约方大会(COP29),阿塞拜疆能源部长帕尔维兹·沙赫巴佐夫表示,该国需要加大对绿色氢的投资,实现价格有竞争力的产能。
  世界未来能源峰会被认为是中东地区涉及能源安全、水资源安全、应对气候变化和可持续发展的最大平台,预计与会和参展人数超过3万人次,包括来自不同国家和地区的政府官员、跨国公司和国际组织代表以及众多能源领域专家。
  

 

  (《气候变化动态》编辑组)
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