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实验室在印度洋气候变化方面取得重要新成果
访问:12  日期:2018-04-13 作者:

POL makes new progress in the research of climate change

413日,国际著名学术期刊Nature Communications在线发表了题为Stabilised frequency of extreme positive Indian Ocean Dipole under 1.5 °C warming(《全球气温1.5°C增暖背景下极端正印度洋偶极子事件频率趋于稳定》)的最新研究成果。此项工作是由物理海洋教育部重点实验室蔡文炬教授和实验室主任吴立新院士为共同通讯作者领衔的科研团队完成。

20164月全球170多个国家领导人齐聚纽约联合国总部,共同签署了气候变化问题《巴黎协定》,承诺将全球气温升高幅度控制在2°C范围之内,理想目标是控制在1.5°C2017年,蔡文炬教授和吴立新院士团队发表在Nature Climate Change上的研究成果指出在全球气温1.5°C增暖稳定,极端厄尔尼诺事件发生频率仍持续增加至少40%。即使在2050年以后的100年里,极端厄尔尼诺事件发生频率依旧呈现显著的上升趋势,人类社会依然面临气候变化带来的重大影响。

除厄尔尼诺以外,印度洋偶极子(IOD)模态也是影响热带气候系统年际变化的一个主要因素。发生在196119941997年的极端正IOD事件以热带东印度洋海温冷异常的增强以及沿赤道向西极大扩展为主要特征,导致了东亚和澳洲的重大旱灾以及东非和印度半岛的严重洪灾,并间接导致了印度尼西亚的森林火灾。

团队的最新研究则表明当全球气温增暖1.5°C时,极端正印度洋偶极子(IOD)事件发生频率是工业革命时期的2倍。然而与极端厄尔尼诺事件不同的是,极端正IOD事件在全球气温1.5°C增暖稳定后没有显著变化,这与赤道印度洋海温纬向梯度变化趋于稳定密切相关(图1)。文章还指出,全球增暖控制在1.5°C可以使2°C情境下的极端正IOD事件频率减小约25%,表明有效控制全球气温增暖将显著降低印度洋区域极端气候变化风险。

11869-2099年多气候模式模拟的全球气温(GMT)变化(相比于工业革命前1869-1899平均;黑色曲线)与赤道印度洋海温纬向梯度变化(西部减去东部海温;左图红色曲线)、极端正IOD事件频率(每100年;右图紫色曲线)变化。红色(紫色)圆点及其对应数值表示海温梯度(极端正IOD事件频率)在1.5°C增暖前后共31年的平均值。

2014年以来,蔡文炬教授及其研究团队已在NatureNature Climate ChangeNature Geoscience杂志发表了一系列有关全球变暖对极端厄尔尼诺/南方涛动事件、极端印度洋偶极子事件影响的原创新成果,在海洋与气候变化研究领域形成了具有重大国际显示度的理论体系,进一步彰显了实验室在该研究领域的国际前沿地位。


About the article:

Title: Stabilised frequency of extreme positive Indian Ocean Dipole under 1.5 °C warming

Authors: CAI W. -J., G. -J. Wang, B. -L. Gan, L. -X. Wu, A. Santoso, X. -P. Lin, Z. -H. Chen, F. Jia, and T. Yamagata

Journal:Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-018-03789-6

Abstract: Extreme positive Indian Ocean Dipole (pIOD) affects weather, agriculture, ecosystems, and public health worldwide, particularly when exacerbated by an extreme El Niño. The Paris Agreement aims to limit warming below 2 °C and ideally below 1.5 °C in global mean temperature (GMT), but how extreme pIOD will respond to this target is unclear. Here we show that the frequency increases linearly as the warming proceeds, and doubles at 1.5 °C warming from the pre-industrial level (statistically significant above the 90% confidence level), underscored by a strong intermodel agreement with 11 out of 13 models producing an increase. However, in sharp contrast to a continuous increase in extreme El Niño frequency long after GMT stabilisation, the extreme pIOD frequency peaks as the GMT stabilises. The contrasting response corresponds to a 50% reduction in frequency of an extreme El Niño preceded by an extreme pIOD from that projected under a business-as-usual scenario.







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