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本报讯(记者齐芳)全球气候增暖不仅让全球水循环增强,更让降水呈现出更加复杂多变、难以捉摸的脾性——降水变率在变化。中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室张文霞副研究员、周天军研究员等与英国气象局学者合作研究发现,过去百年来,全球陆地降水变率显著增强,并可归因于人为温室气体排放的作用。
这一成果发表在北京时间7月26日出版的国际学术期刊《科学》上。
张文霞介绍,随着全球气候变暖,一方面极端强降水频繁,另一方面许多地区的干旱显著增加,同时,也出现了“上个月抗旱、这个月抗洪”的旱涝急转现象和频繁而剧烈的干湿转换。张文霞说:“我们这项研究重点关注降水变率的变化。降水变率是指降水随时间的波动幅度,常以标准差衡量。降水变率越强,则降水在时间上的分配越不均匀,水资源供给越不稳定,表现为‘湿期更湿、干期更干’的干湿振荡更加剧烈。降水变率的强弱变化直接影响到社会和生态系统的气候恢复力。”
尽管气候预估研究表明,理论上全球降水变率将随着未来增温而增强,但在实际观测中,人类活动是否已经改变了降水变率尚无证据。
这项研究利用国际上所有可公开获取的逐日降水观测资料,通过严格筛选和系统分析,揭示了1900年以来,在观测资料充足的地区,全球约75%的陆地上降水变率已增强,其中尤以欧洲、澳大利亚和北美东部最为显著。降水变率的增强涵盖了多个时间尺度,包括天气尺度、月尺度和季节内尺度。就全球平均而言,逐日降水变率正在以每10年1.2%的速率增强。
研究团队进一步研究了上述现象背后的物理原因,发现降水变率的增强可归因于人为温室气体排放,由热力作用主导——温室气体增温引起大气水汽含量增加,有利于降水异常幅度增大、变率增强。同时,大气环流的变化也在年代际尺度上影响降水变率,这种动力作用存在明显的区域特征。张文霞说:“综合观测分析、物理过程诊断和检测归因,这项研究为认识全球变暖对降水的影响提供了新认识,为深化多尺度水循环变化机制研究提供了新证据。”
周天军说:“关注全球变暖对气候变率的影响是研究全球气候变化的一个新视角。降水变率增强将对农业生产、水资源管理、生态系统保护和社会经济产生深远影响,也对防灾减灾和应对气候变化提出了新的挑战。由降水变率增强带来的一系列影响已经凸现,社会各界对此需要高度重视,并采取切实有效的措施来减缓其不利影响。”