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[转载]强厄尔尼诺爆发助推2023-2024年全球表面温度破纪录及其衍生气候危机 | Innov. Geoscience

已有 1245 次阅读 2023-12-26 22:16 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

基于中国科学院大气物理研究所(大气所)厄尔尼诺集合预测系统对2023年秋冬季爆发强厄尔尼诺事件的精准预测,本报告研究分析了2023-2024年全球平均表面温度创历史新高的可能性,明确指出2023-2024年大概率将会是1950年以来的最暖年,并预警全球海洋变化和粮食安全的潜在危机,以及中国今冬明夏的极端气候异常与灾害。

 KX Li, F Zheng TheInnovation创新 2023-12-26 00:01

厄尔尼诺-640.jpg

图1 2023-2024年与预测的强厄尔尼诺相关的气候危机。 

(A) 大气所厄尔尼诺集合预测系统从2022年10月到2023年8月逐月Niño3.4指数预测(彩色实线),黑色实线为2022年8月到2023年7月观测的Niño3.4指数,阴影为2023年8月起预测结果的不确定性范围。

(B) 1950-2022年全球平均表面温度(GMST)异常值年平均序列,其中9次强厄尔尼诺事件发生当年和次年分别用橙色和红色表示。

(C) 基于历史观测数据对2023年GMST(橙色柱)和2024年GMST(红色柱)成为1950年以来第一、第二和第三名的概率进行的统计预测结果。 

(D)-(E) 强厄尔尼诺事件发生当年和次年的全球表面温度异常(STA)空间分布。

(F) 2005-2022年上层2000米海洋热含量的观测值(蓝色圆点)、线性趋势(虚线)以及2023-2024年线性预测值及其不确定性范围(橙色和红色误差棒)。


厄尔尼诺是热带中东太平洋海域每2~7年出现一次的大范围异常升温现象,能通过引发大气环流异常在世界多地触发灾害性气候事件。强度越大的厄尔尼诺事件对全球气候的影响越广泛和持久。如2016年的超强厄尔尼诺事件导致了全球极端天气频现,造成东亚、北美和欧洲大范围的暴雨洪涝灾害,印度、澳大利亚遭受高温热浪及森林大火,南非、巴西等地出现罕见的持续性干旱,多国粮食减产严重。

据大气所厄尔尼诺集合预测系统自2022年10月-2023年8月的逐月预测结果进行推测,2023-2024年秋冬季很可能出现一次强厄尔尼诺事件,并将于2023年冬季达到峰值、2024年春季逐减衰减(图A)。目前,该预测结果与历史观测的情况非常吻合。因此,我们需要对即将到来的强厄尔尼诺事件的潜在影响做出预警,提前做好防灾减灾的工作,降低气象灾害对民众生产生活的影响。

2023-2024年全球平均表面温度(Global Mean Surface Temperature, GMST)可能创造1950年以来的历史新高。根据1950-2022年9次强厄尔尼诺事件发展年和次年GMST(图B橙色和红色柱)成为第一、第二和第三名的频率,本文预测2023年GMST成为1950年以来最高和前三名的概率分别为17%和61%,而这个概率在2024年则升至56%和79%(图C)。这意味着今明两年将很有可能出现超过2016年的全球性极端高温。2023年,与厄尔尼诺相关联的异常暖的地区主要位于热带中东太平洋、欧亚大陆和阿拉斯加地区(图D);而由于厄尔尼诺对全球表面温度影响的持续性与延迟性,2024年很大可能出现全球范围的大陆偏暖(图E),极大地增加了陆地高温热浪、干旱、森林火灾发生的可能性

而据大气所GMST集合预测统计模型自2023年6月至12月起报的结果,2023年GMST破历史记录的概率不断上升,根据最新预测,2023年GMST将可能达到1.4℃左右,99%以上概率超过2016年成为1850年以来的历史最暖年。

全球海洋:2022年,全球海洋热含量已达到历史新高,而受到全球变暖的影响,海洋中的热量在2023-2024年仍可能继续增加(图F)。巨大的热量累积不仅有助于强厄尔尼诺事件的发展、促进海洋中的能量释放到大气,进一步促进GMST的迅速增长,还可能增加海洋热浪、海水脱氧、破坏海洋生态系统并减少海洋生物多样性。同时,热量累积也易造成海平面受热膨胀而升高,导致更多的风暴潮、海岸侵蚀和盐水入侵,为工程设计、建筑规范和海岸开发等带来极大挑战。

粮食安全:受厄尔尼诺引发的异常温度、辐射、降雨和极端天气影响,全球范围内的玉米、水稻和小麦可能减产。但由于厄尔尼诺可能导致降水量在北美和南美(世界最大的大豆产区)增加,改善2020-2022年拉尼娜带来的干旱条件,全球大豆产量可能会有所提高

我国可能会面临多个气候异常事件发生:例如2023年冬季我国冬季风可能偏弱,导致全国大部分地区将经历冬季平均气温偏高、空气污染出现的可能性增加;2024年我国华北可能出现春旱,南方则在夏季极有可能面临极端降水和洪涝的风险,需格外引起警惕。


总结与展望


受强厄尔尼诺事件的助推,2023年出现了破纪录的最暖夏秋,GMST预计超过2016年成为工业革命以来的历史最暖年。同时,受厄尔尼诺的持续影响,2024年GMST很可能继续超过2023年、再创历史新高。而2024年增暖可能将覆盖几乎全部陆地,特别是亚洲、欧洲和北美地区。与此同时,2023-2024年的后续季节中,强厄尔尼诺可能引发多种危机,包括但不限于全球海洋热浪增加、海平面升高,多种主要粮食作物减产、粮食安全受到潜在威胁。中国则可能在2023年出现冬季风偏弱,在2024年出现北方春旱、南方夏季暴雨洪涝等灾害性气候事件,需引起警惕。


责任编辑


杨 军   广州医科大学

王 权   西北农林科技大学


本文内容来自The Innovation姊妹刊The Innovation Geoscience第1卷第2期以News & Buzz发表的“Record-breaking global temperature and crises with strong El Niño in 2023-2024” (投稿: 2023-06-14;接收: 2023-09-13;在线刊出: 2023-09-15)。


DOI: https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2023.100030


引用格式:Li K., Zheng F., Cheng L., et al., (2023). Record-breaking global temperature and crises with strong El Niño in 2023-2024. The Innovation Geoscience 1(2), 100030.

原文链接:https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-geo.2023.100030

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作者简介

郑 飞,中国科学院大气物理研究所二级研究员,国家“重大人才计划”科技创新领军人才。主要从事海气相互作用、气候预测和资料同化方面研究。目前担任SCI期刊Adv. Atmos. Sci.、J. Mar. Sci. Eng.等编委和国内核心期刊《大气科学》常务编委,“十四五”国家重点研发计划灾害与安全专项总体专家组成员等。曾先后获得全国“百篇”优博、气象科技进步成果一等奖(第一完成人)和“赵九章”优秀中青年科学奖等,入选多项国家级人才计划和气候变化研究领域全球最具影响力的1000位科学家榜单(路透社2021)。已在国内外核心刊物上发表学术论文近130篇,其中第一作者(含通讯作者)SCI论文60余篇。

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