尹红 , 孙颖
国家气候中心
青藏高原作为全球气候变化的敏感区域,近年来升温迅速,极端气温事件的频率与强度显著增加。理解人类活动对这些极端事件的影响具有重要意义。研究旨在揭示人类活动在青藏高原极端高温事件中的作用,尤其是对2022年夏季极端高温的影响,并通过历史重建与未来预估评估极端事件的发生概率及变化趋势。研究还利用1867年以来的气温重建,分析了青藏高原长期增温趋势中的人为信号,以进一步探讨自然和人为强迫的相对贡献。
研究基于中国台站均一化观测数据,分析了青藏高原20世纪50年代以来16个极端温度指数的变化,采用最优指纹方法评估这些变化与人类活动的联系。同时,利用青藏高原高分辨率观测网格数据与CMIP6模拟数据,评估了人类活动对2022年极端高温事件发生的影响及未来极端高温事件的风险。此外,研究还利用青藏高原东部树木年轮密度数据重建自1867年以来的晚夏气温变化,并结合耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)和第6阶段(CMIP6)的气候模拟数据,进行归因分析。
结果表明:
1. 20世纪50年代以来青藏高原暖极端气温事件的强度和频率显著增加,而冷极端事件的强度和频率减少。这些变化的幅度大于中国东部和华东地区。最优指纹分析表明,人类活动是这些极端气温变化的主要驱动因素,自然强迫的影响相对较小。
2. 人类活动排放的温室气体显著增加了2022年青藏高原极端高温事件的发生概率。极端Tmax事件在人类活动影响下的发生概率为3.67%,自然条件下则仅为0.012%;人类活动对该事件贡献了1.26℃的增温。同样,极端Tmin事件在有人类活动影响下的发生概率为23.5%,而在自然因子影响下未检测到类似强度的事件,人类活动对极端Tmin事件的贡献为2.35℃。
3. 青藏高原东部自1867年以来的气温重建显示了显著的长期增温趋势,CMIP5和CMIP6模式能够较好地再现这一趋势。归因分析表明,在该区域的长期气温变化中,人为信号显著,而自然强迫影响几乎可以忽略。
4. 基于对CMIP6的模式校准和预估,在中等排放情景下(SSP2-4.5),青藏高原夏季极端高温事件的风险将在未来持续增加,特别是类似于2022年极端高温事件的发生频率将显著上升。
研究清晰地揭示了人类活动在青藏高原极端气温事件中的关键作用,特别是对2022年极端高温事件的贡献显著。长期气温重建数据表明,自19世纪以来,人类活动一直在推动青藏高原的气温上升。未来,随着气候变化的加剧,青藏高原地区极端高温事件的风险将不断增加,这为气候政策制定者提供了明确的依据。同时,研究还指出,目前的气候模型在模拟青藏高原气温变化时仍存在一定不确定性,特别是对于极端最低气温的模拟精度仍需进一步提高。未来需要加强多圈层综合观测,提高观测数据质量,以更准确地预估青藏高原的气候变化趋势。