2022年5月,在科学界具有重要影响力的两大综合类期刊《自然》和《科学》分别发表评论文章,指出最新一代参加 “第六次国际耦合模式比较计划”(Coupled Model Intercomparison Project-Phase 6,以下简称CMIP6)的气候模式中,许多存在 “过热” 的问题。 ● ● ● 从1.5-4.5℃收窄至2.5-4.0℃ 图1 根据能量平衡,工业化后由于大气温室气体增加,虽然进入地球的太阳能变化不大,但散发出去的热量变少,于是多余的热量留在地球上并不断累积在大气、海洋、海冰、陆地中,升高了地球的温度。但气候敏感度的大小(即二氧化碳浓度达到工业化前2倍后,最终引起地表升温的幅度)仍然存在很大的不确定性 | 图改编自[4] 怎么又 “过热” 了呢? 图2 为CMIP做出贡献的模式研发中心的全球分布,分别给出了所在城市、研发单位以及各模式参与情况,不同的颜色表示参加不同阶段的CMIP,颜色越多表示该模式参与CMIP国际计划的历史越长、资格越老 | 图源 [5] 图3 地球气候系统模式的过去和未来,圆柱体高度表示模式的完善和复杂程度 | 图源[10] 图4 几种主要的云反馈过程示意图。气候变暖下,云顶高度升高,低云云量减少,会让更多能量留在地球表面,放大增暖;但云中冰晶和水滴的组成也会改变,增多的水滴反射太阳光的能力更强,会减小增暖 | 图源[3,4] “来者有份、一人一票 ”有瑕疵 图5 与IPCC第六次评估报告的最优值(粗实线)相比,包含“过热”CMIP6的模式在不同的碳排放情景下均显著高估了未来增暖(细虚线),排除“过热”模式后与IPCC的评估结果近似(细实线)| 图源[1] 警惕气候变化的 “黑天鹅” 图6《巴黎协定》1.5℃和2℃温控目标下,2020年后的全球碳排放空间估算:分别给出IPCC AR5、1.5C特别报告和IPCC AR6的换算结果,每种温升阈值下的三段色阶分别表示以33%、50%和67%的概率实现温控目标所允许的排放空间。其中,AR5对应的1.5℃温控目标下,未来排放空间是60-140Gt二氧化碳,2℃温控目标下为620-870Gt二氧化碳;AR6给出的1.5℃温控目标下的排放空间为400-500Gt二氧化碳,2℃温控目标下的排放空间为1150-1350Gt二氧化碳。(单位:1GtCO2=10亿吨O2)| 图源[18] 参考文献:(上下滑动可浏览) 1.Hausfather Zeke, Kate Marvel, Gavin A. Schmidt, John W. Nielsen-Gammon & Mark Zelinka, 2022. Climate simulations: recognize the 'hot model’ problem. Nature,605, 26-29. 2.Voosen Paul, 2022: “Hot” climate models exaggerate Earth impacts. Science, 376 (6594), DOI: 10.1126/science.adc9453 3.IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 3−32, doi:10.1017/9781009157896.001. 4.Forster, P., T. Storelvmo, K. Armour, W. Collins, J.-L. Dufresne, D. Frame, D.J. Lunt, T. Mauritsen, M.D. Palmer, M. Watanabe, M. Wild, and H. Zhang: 2021, The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks, and Climate Sensitivity. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press. 5.原图见IPCC AR6,修订版见:周天军, 张文霞, 陈德亮, 张学斌, 李超, 左萌, 陈晓龙, 2022: 2021年诺贝尔物理学奖解读: 从温室效应到地球系统科学. 中国科学: 地球科学, 52(4): 579–594. 6.美国推动气候模拟国家战略委员会,2014.推动气候模拟的美国国家战略,气象出版社,1-307(周天军,邹立维等译) 7.王斌,周天军,俞永强,2008:地球系统模式发展展望. 气象学报,66(6):857-869 8.周天军, 张文霞, 陈德亮, 张学斌, 李超, 左萌, 陈晓龙, 2022: 2021年诺贝尔物理学奖解读: 从温室效应到地球系统科学. 中国科学: 地球科学, 52(4): 579–594. 9.周天军, 陈梓明, 陈晓龙, 左萌, 江洁, 胡帅,2021: IPCC AR6报告解读:未来的全球气候--基于情景的预估和近期信息. 气候变化研究进展, 2021, 17(6): 652-663. 10.原图见IPCC AR5,修订版见:周天军, 张文霞, 陈德亮, 张学斌, 李超, 左萌, 陈晓龙, 2022: 2021年诺贝尔物理学奖解读: 从温室效应到地球系统科学. 中国科学: 地球科学, 52(4): 579–594. 11.Zhou, T. J., Z. M. Chen, L. W. Zou, et al., 2020: Development of Climate and Earth System Models in China: Past achievements and new CMIP6 results. J. Meteor. Res., 34(1), 1–19. 12.Meehl, G. A., C. A. Senior, V. Eyring, G. Flato, J.-F. Lamarque, R. J. Stouffer, K. E. Taylor, M. Schlund, 2020: Context for interpreting equilibrium climate sensitivity and transient climate response from the CMIP6 Earth system models. Sci. Adv., 6, eaba1981. 13.Zelinka, M. D., Myers, T. A., McCoy, D. T., Po-Chedley, S., Caldwell, P. M., Ceppi, P., et al., 2020: Causes of higher climate sensitivity in CMIP6 models. Geophys. Res. Lett., 47, e2019GL085782. 14.Cox, P., Huntingford, C. & Williamson, M. 2018: Emergent constraint on equilibrium climate sensitivity from global temperature variability. Nature 553, 319–322. 15.Chen, X., Zhou, T., Wu, P. et al., 2020: Emergent constraints on future projections of the western North Pacific Subtropical High. Nature Communications,11, 2802. 16.Chen, Ziming, Tianjun Zhou., Xiaolong Chen, Wenxia Zhang, Lixia Zhang, Mingna Wu, Liwei Zou. 2022. Observationally constrained projection of Afro-Asian monsoon precipitation. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-022-30106-z 17.周天军,邹立维,陈晓龙. 2019. 第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)评述[J]. 气候变化研究进展, 2019, 15(5): 445-456. 18.周天军, 陈晓龙, 2022: 《巴黎协定》温控目标下未来碳排放空间的准确估算问题辨析. 中国科学院院刊, 37(2): 216-229. |
|