在RCP4.5下对全球和中国增暖2.0°C的预测外文翻译资料

英语原文共 7 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

在RCP4.5下对全球和中国增暖2.0°C的预测

摘要：利用国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP 5)17个模型的输出，在代表性浓度路径(RCP)4.5情景下，研究了全球和中国地表增温2.0°C的时空特征。在“历史”实验中，以1860年至1899年期间的模拟为基线。选择RCP4.5实验中21世纪的模拟作为未来的研究项目。多模型集成平均(MME)结果表明，2047年全球平均气温将超过2.0°C的变暖阈值。大多数模型的变暖都会在2030年至2060年期间超过阀值。就局部变暖而言，北半球的高纬地区是全球升温最快的地区。陆地地区增暖的速度远远快于海洋。南部大部分海洋在21世纪内不会超过2.0摄氏度的升温阈值。在中国，地表增温的速度远快于全球平均水平。在2034年，该地区平均增温将超过2.0°C。在中国，西北地区气候变暖趋势最快，其次是华北中部和东北地区。华中地区、华东地区和华南地区是最后突破2.0°C变暖阈值的地区。本研究还对模型的多样性进行了估计。一般情况下，随着时间的推移，模型间的差异越来越大，变暖速度越快的地区，模型之间的差异越小。

关键词：地表增暖，2.0°C阈值，RCP4.5，全球，中国

1.介绍

正如联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告（IPCC AR4）所述，地球气候系统变暖是明确的。1906-2005年期间全球平均地表温度的变暖趋势约为0.74℃。在后50年的估计中，这一趋势几乎翻了一倍(IPCC，2007 a)。气候变暖给许多物理和生物系统带来了变化，并一直影响着社会经济系统。随着全球年平均气温的不同程度的增加，自然系统和人类社会的各个方面，例如淡水资源、生态系统、粮食产品和人类健康，将面临各种挑战，特别是对高度脆弱地区(IPCC，2007 b)。为了避免与气候变化有关的严重负面影响，国际社会一直在努力将全球平均气温变暖限制在某一临界值之内。1996年初，欧洲联盟各国政府通过了2.0°C的限制(相对于工业化前的水平)作为气候保护的目标。2010年在坎昆举行的联合国气候变化框架公约(联森论坛)气候变化会议上，与会者一致认为，全球变暖应以2.0摄氏度为限。

对2.0°C指标进行了各种研究，主要涉及如何构建适应办法，以实现排放目标和评估可能的气候变化的影响(Schneider和Mastrandrea，2005年；Schneider等人，2007年)。Joshi等人(2011年)指出，在中、高排放情景下，即SRES A1B和SRES A2(排放情景特别报告，Nakicenovic等人，2000年)下，到21世纪中叶，全球平均表面温度变暖将超过2.0℃。Meinshausen等人(2009年)发现，将2000-2050年期间的累积二氧化碳排放量限制在10000亿吨，在整个21世纪内，全球变暖超过2.0摄氏度的概率为25%。如果累积二氧化碳排放量增加到14000亿吨，这一机会将增加到50%。

随着全球平均气温的升高，不同地区的局地变暖发生了相当大的空间变化。为了避免气候变化的危险影响，调查气候变暖的局部特征也很重要。江和傅(2012)指出，当全球平均气温变暖超过2.0°C时，中国地表温度的平均增幅将比工业化前水平(定义为1890-1900年气候学)增加2.7~2.9℃。中国的年平均气温在2072年、2049年和2053年将分别超过SRES B1、SRES A1B和SRES A2的2.0°C阈值(相对于1990-1999年的水平)，而且总的来说，西北地区的升温速度快于东南地区(蒋等人，2009年)。

在对气候预测的研究中，社会经济情景通常被用来描述一系列变化，包括社会经济变化、技术变化、能源和土地利用变化以及温室气体和空气污染物的排放等未来可能如何演变。在国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP 5)中，新开发的一代社会经济情景、代表性浓度途径(RCPs，Moss等人，2010年；Van Vuuren等人，2011年)被用于这些未来的预测模拟。在CMIP 5中，模型的开发也有相当大的改进，包括更高的分辨率和更全面的组成部分。为了探讨新情景下地表变暖的响应，本文利用CMIP 5多模型实验的结果，对我国和全球2.0°C变暖的预测进行了分析。此外，还研究了局部变暖的特征和个别模式的多样性。

1. 数据和方法

本文使用的所有数据都来自CMIP 5多模型集成数据集(Taylor等人，2012年)。本研究采用“历史”运行和RCP4.5运行两个实验的结果，使用17种模型。表1列出了模型的基本信息。对于每个模型，只选择一个实现。历史实验的结果被用作基线气候，在这种气候中，强迫是基于观测到的大气成分变化，既反映人为来源，也反映自然来源，包括时间演变的土地覆盖(Taylor等人，2012年)。这个实验涵盖了19世纪中叶到现在这段时期。选择RCP4.5实验的输出作为对未来气候的预测。RCP4.5是CMIP 5中四个RCPs中的中期缓解排放情景之一。在RCP4.5中，辐射强迫在21世纪将稳步增加，到2100年将稳定在4.5 Wm2(Moss等人，2010年；Van Vuuren等人，2011年)。

根据模型输出的有效性，将前工业期定义为1860-1899。在本文中，除非另有明文规定，变暖总是相对于这个参考期。以历史实验中1860-1899年的气候学为基线.2006-2099年的模拟被用作未来的气候预测。采用双线性插值方法将全部模型输出插值到5°times;5°网格上。多模型集合平均(MME)是17种模型的算术平均。为了估计各个模型之间的差异，使用了四分位距(IQR)的度量。在IQR的计算中，在本例中的17个样本中，第一个四分位数、中位数和第三个四分位数分别是第五、第九和第十三个值。在RCP4.5实验中计算2010-2095年期间的IQR时，缺失的IQR值表明，至少有五个模型在2010年(或2095年之后)达到升温2.0°，构成2010年之前(或2095年之后)17个样本中的第一个(或第三个)四分位数。所有的数据都是通过执行九年平均运行方法来平滑的。

表1 本文所用模型的正式名称和建模组

1. 全球升温2.0°C

图1a显示了MME和每个模式中全球平均表面温度的变化。在RCP4.5情景下，MME超过2.0°C升温阈值的时间为2047年。大多数模型将在2030至2060年期间超过阈值。但是，在21世纪内，GISS-E2-R和INM-CM4两种模型的升温幅度不会超过2.0°C。FGOALS-S2模型是第一个超过2.0°C升温阈值的模式，并将于2012年出现。这17个模式中超过升温阀值的中间年份是2043年，IQR为34年。图1a还显示，随着集成年份的增加，模式之间的差距也在扩大。值得注意的是，在21世纪，其中6个模型的表面温度将高于3.0℃，而MME显示2095年的升温幅度约为2.6°C。

当局部升温超过2.0°C时，升温情况在全球范围内存在较大的空间变化。图1b显示，内陆地区的升温速度快于海洋，高纬度地区的升温速度快于中、低纬度地区，北半球的升温速度快于南半球。在MME中，除格陵兰外，北纬60°以北地区的升温速度最快，并将在2016年之前突破这一阀值。在2016-2045年期间，大多数其他陆地地区的升温将超过2.0℃的阀值。在赤道东太平洋和大部分沿海地区，超过升温阀值的时间将在2046-2060年间。热带和北半球的大部分其他海洋在2061-2090年间将超过2.0℃的升温阈值。在21世纪，北大西洋以北的地区和南半球的海洋大多不会超过2.0℃的升温阀值。

图1B也显示了17种模式IQR年的空间分布情况。在北纬60°以北的大部分地区和南半球的海洋中，缺少IQR值，表明至少有5个模式升温2.0°C在2010年之前或在2095年之后。在其他地区，通常情况下，比超过升温阀值时间较晚的地区的IQR要大。在非洲北部、中东、中欧、蒙古、中国东北部、格陵兰和南极附近的大部分地区，IQR为0-19年。在赤道太平洋东部和北太平洋北部的其他陆地地区，IQR大多在20-39年之间。在南亚、澳大利亚和南美洲的一些沿海地区和边缘海域，IQR为40-59年。此外，沿南极的边缘海，IQR超过60年。

图1（a）.17个模式和MME的全球表面温度平均变暖(单位：°C)时间序列；(b)全球MME中每个网格的局部升温超过2.0°C阈值的时间(阴影)和17个模型时间的IQR(标记)。对数据(单位：°C(阴影)、年份(标记)采用了九年连续平均值.

图2显示了2047年全球平均表面温度变暖超过2.0°C阈值时，各空间网格温度的局部变化。关于年平均气温(图2a)，北极的升温幅度最高，超过5.0℃，格陵兰地区和欧亚大陆及北美洲的高纬度地区，地表温度上升幅度在3.0至5.0℃之间，其他大部分陆地地区，局部升温约为2.0-3.0°C，包括南极、非洲、南美洲、欧洲以及欧亚大陆和北美的中低纬度地区。在大部分海洋中，变暖小于2.0°C。南极附近的南太平洋和冰岛以南的北大西洋地区的变暖程度最低，季节平均值低于1.0°。对于季节平均（图2，b-e），最大的季节变化发生在北极地区。一般来说，最大的变暖出现在冬季北半球的12月-2月(DJF)和南半球的6-8月份(JJA)。在北极，DJF和Son(9月-11月)的升温超过6.0°C，MAM(3月至5月)的升温大多在4.0-5.0℃，JJA的升温低于2.0°C。在50°N以北的大部分高纬地区，升温幅度在DJF为4.0-6.0°C，在MAM为3.0-4.0°C，在JJA为2.0-3.0°C，在Son为3.0~5.0°C。50°S-50°N地区的季节差异很小，主要是陆地升温2.0-3.0°C，海洋升温1.0-2.0°C。在南半球的高纬度地区，南极地区的升温在所有季节都主要为2.0-3.0°C。此外，南极大洋上最大的升温出现在JJA，西部为3.0-4.0°C，东部为2.0-3.0°C。最小的升温发生在DJF，大部分地区的升温小于1.0°C。

图2.当全球平均表面温度超过2.0°C升温阈值时(2047年)的局地表面升温：(a)年平均；(b)12月-2月平均；(c)3月-5月平均；(d)6月-8月平均；(e)9月-11月平均(单位：C)。

4.中国升温2

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[19458]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 气候变化对径流影响研究中多个gcm、统计降尺度和水文模型的比较与评价外文翻译资料
• 蒙古高原与青藏高原对北太平洋西风急流的影响外文翻译资料
• 用RAMS-CMAQ模拟北京气溶胶对大气能见度的影响外文翻译资料
• 春季江淮流域多尺度气旋活动及其与降水异常的关系外文翻译资料
• 中国东部地区春季1壤湿度和夏季降水关系的统计分析外文翻译资料
• 长江流域降水变率的AMIP GCM模拟外文翻译资料
• 中国水汽变化及气溶胶的影响外文翻译资料
• 大西洋盆地及其相邻大陆地区气溶胶的CALIPSO衍生三维结构外文翻译资料
• 基于雨量计观测数据的登陆中国的热带气旋的降水日变化外文翻译资料
• 基于CloudSat数据的热带云属现象描述外文翻译资料