气候预估有偏差亚非季风区未来降水增幅被高估

文／陆成宽

研究发现，最新的气候模式普遍高估了未来亚非季风区降水的变化。校正后，预估的未来亚非季风区平均降水增幅仅是原始结果的70%，其中减少最大的是西非季风区，约为原始结果的49%。

未来的气候会是什么样子？利用超级计算机进行的气候模式的预估会告诉我们答案。但是，这些气候模式的预估一定准确吗？

答案是：原始结果有偏差，实际应用需校正。5月10日，《自然·通讯》发表的一项研究成果显示，最新的气候模式就显著高估了未来亚非季风区的夏季降水和总径流量的增幅。

“通过一种新的基于观测和物理的约束法，我们对最新的气候模式预估的结果进行了有效校正。校正后，亚非季风区的区域平均降水增幅只有原始结果的70%。”论文通讯作者、中国科学院大气物理研究所（以下简称中科院大气物理研究所）研究员周天军告诉科技日报记者。

对温室气体敏感度过高造成偏差

亚非季风系统是全球季风系统的重要组成部分，包括东亚季风、南亚季风和西非季风。亚非季风区数十亿人口的水资源来自夏季风降水。亚非季风的未来变化，将会对水资源和粮食产量造成显著影响。

“因此，准确预估亚非季风区的降水变化，对于开展气候变化影响和适应评估、制定减缓策略等至关重要。”周天军说。

政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，在不同的排放情景下，未来亚非季风区的降水将普遍增多，但是结果存在一定的不确定性。

“IPCC第六次评估报告的结论是基于最新的‘第六次耦合模式比较计划’（CMIP6）的气候模式得出的，造成预估结果存在不确定性的原因，是这些最新的气候模式许多存在对温室气体的敏感度过高、模拟的温度变化‘过热’等问题。这种‘过热’的偏差，会造成对未来气候变化影响风险的高估。”周天军坦言。

为解决这一问题，IPCC第六次评估报告针对全球平均温度等气候要素的预估提出了一种有效的校正手段。但是，在区域尺度上，如何解决最新的气候模式因对温室气体敏感度过高所造成的偏差，尚没有统一的行之有效的办法。

在此背景下，中科院大气物理研究所研究团队发展了一种基于观测数据和物理联系的，被称为“萌现约束”的校正方法，对最新的气候模式预估结果进行了有效校正，从而给出了更为准确的预估结果。

增温的空间不均匀性联系历史和未来

那么，研究人员是怎样判断“萌现约束”法的预估更准确的呢？

周天军解释，“萌现约束”法的基本思想，就是把大样本的多个气候模式对未来气候变化预估的偏差和它们对历史气候模拟的性能表现结合起来，寻找二者间的联系规律，并且这种联系需要有清晰的物理内涵；随后，对历史性能表现利用观测数据来寻找最佳契合点，最终能够给出更为准确的预估结果。

“就像有人要开设一张信用卡来透支未来时，银行首先要看一下他过去的信誉好不好。只要客户群样本数目足够大，作为管理方的银行总可以基于客户群的历史表现，找到某种最佳的指标来评判谁是未来可信的优质客户。”周天军说，在“萌现约束”方法中，这个联系历史与未来的指标是增温的空间不均匀性，它通过影响半球间的热力差异而影响季风环流，并最终影响降水。

研究发现，最新的气候模式普遍高估了未来亚非季风区降水的变化。校正后，预估的未来亚非季风区平均降水增幅仅是原始结果的70%，其中减少最大的是西非季风区，约为原始结果的49%。同时，基于降水和总径流量之间的联系，研究发现，亚非季风区未来总径流量显著增多的区域面积占比仅为原始结果的66%。

周天军表示，这项研究表明，在人们所关注的高碳排放和中等碳排放强度两种情景下，未来亚非季风区虽然降水会增加，但增加幅度并没有以前估算的那么大；同时，观测记录显示，亚非季风区诸多地区在过去几十年存在降水减少的趋势，预估的未来降水增幅变小也给这些地区的水资源管理提出了新问题。

（文章来源：《科技日报》）