大气所研究揭示人类运动使中亚地区近五十年夏日降水增长-国内新闻
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大气所研究揭示人类运动使中亚地区近五十年夏日降水增长


  中亚地理上位于欧亚大陆内陆,是“一带一起”倡议中丝绸之路经济带的中间区域,但是该地区的干旱性天气使得其生态体系十分脆弱,属于对天气转变较为敏感的区域。当前关于中亚降水长期转变机制的研究较为匮乏。

  最近,中国科学院大气物理研究所博士生彭冬冬与其导师周天军研究员、张丽霞副研究员,通过分析台站及多套格点观测资料,检测出中亚地区1961-2013年间夏日降水的明显增长趋势;随后,基于“天气变率及可展望性计划”(CLIVAR)中“20世纪天气转变检测归因”计划( C20C+ Detection and Attribution Project)的多荟萃星散强迫数值模仿试验数据,将夏日降水增长的趋势部分归因于人类运动的影响。详细来说,1961-2013年间观测中中亚夏日降水明显增长了20.78%,这一观测效果可以很好的再现于包含了天然和人为辐射强迫旌旗灯号的天气模式全强迫试验中,但在天然强迫试验中则得不到反映,注解人为强迫对该区域近五十年夏日降水的增长具有紧张贡献。进一步地,他们基于水汽收支分析方法,指出人为运动可以通过动力(即大气环流的转变)和热力作用(即伴随温度升嵬峨气水汽含量的增长)令中亚夏日降水增长:一方面,人为影响可以引起亚洲区域夏日对流层温度的经向不均一增暖,亚洲副热带西风急流南移,使中亚地区上空出现暖平流非常,从而引起上升活动加强,有利于该区域夏日降水增长;另一方面,人为运动引起的全球变暖使得整个中亚上空夏日大气变湿,从而引起中亚东部地区(天气态上升区)降水增长,但会使西部地区(天气态下沉区)降水削减。

  “该工作的价值在于使用均一化的台站资料以及多套格点化观测资料,揭示出中亚干旱区近五十年夏日降水增长的事实,在此基础上,基于数值试验将其归因于人为运动的贡献,同时给出了详细的物理诠释”,该文第一作者彭冬冬指出。“受观测资料限定和模仿性能不足的双重影响,在区域尺度上对降水转变进行检测归因迄今为止依然是一个难度较大的课题。开展中亚地区天气转变研究的重要难题,在于观测资料的欠缺,而关于天气模式在该地区的性能和改动题目以往也关注不多。在天气转变检测归因方面,此前国际上有研究认为人类运动对该地区下垫面的改变也具有紧张作用。因此,将来针对中亚地区天气转变检测和归因的研究,必要从观测、模仿和动力机理三个方面予以增强,明晰天然强迫、内部变率和不同人为辐射强迫转变对该地区天气的影响”,该文通信作者周天军研究员最后强调。

  上述成果于近日在Journal of Climate杂志发表。

  关键词:中亚 丝绸之路 干旱半干旱 变湿 检测归因水汽收支

  参考文献:

  Peng D. D., Zhou T. J.*, Zhang L., et al., 2018: Human contribution to the increasing summer precipitation in Central Asia from 1961 to 2013[J], Journal of Climate, 31(19):8005-8-21, doi: 10.1175/JCLI-D-17-0843.1.https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-17-0843.1 

 

  图1 (a)中亚地区1961-2013年夏日降水非常5年滑动平均及其线性趋势。所有趋势均通过了5%水平的明显性检验。单位:mm mon-1。(b)降水转变趋势概率密度分布。水平黑线分别透露表现两个分布中效果的5-95%不确定性范围。单位:mm mon-1 decade-1。

 

 

  图2 人类运动使中亚夏日降水增长的物理机制示意图。蓝色透露表现天气态背景,红色透露表现人为运动作用下的转变。

 


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