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西風環流和東亞夏季風環流協同增強或加劇西北暖濕化

發布時間:2022年07月12日 來源:中國氣象報社

專家顧問:甘肅省氣象局總工程師、研究員?張強

我國西北地區地處歐亞大陸腹地,遠離海洋,加之青藏高原大地形作用,是全球最主要的干旱半干旱區之一。近年來,這里出現暖濕化趨勢,且暖濕程度逐漸增強,引發社會高度關注。甘肅省氣象局總工程師、研究員張強團隊通過研究分析西北暖濕化的時空特征,發現西北地區氣候變暖、變濕的增強或是本世紀以來西風環流和東亞夏季風環流協同增強作用的結果。

暖濕化趨勢動態特征顯示——

西北地區暖濕化未改變氣候格局

近百年來,我國西北地區西部和東部氣溫在不同時間尺度上的變化大體一致,均經歷了20世紀40年代及60年代持續至今的兩個暖期,在全球氣候變暖的大趨勢中疊加了兩個年代際尺度的自然變暖期。但最近一個變暖期,因時間較長而掩蓋了氣溫的自然振蕩。

研究發現,從長期看,西北地區西部與東部的降水量變化并不同步,呈現“蹺蹺板”變化特征。西部在20世紀20年代到80年代前期一直處于干期,近30年來則轉為濕期;東部干濕交替循環,在20世紀20年代到80年代前期濕期較干期更長,近30年來干期較濕期更長。西部當前濕期的年代尺度平均降水量已超過百年以來的所有濕期,而東部當前濕期的年代尺度平均降水量明顯低于百年以來的多數濕期,這也說明西北地區西部與東部干濕特征的差異性非常明顯。

從總體趨勢看,區域氣候變化必然存在一定的空間差異性,西北地區也是如此。為進一步認識這一地區冷暖與干濕范圍的動態變化過程,研究團隊從整體上分析氣溫和降水變率的階段性演化特征。

值得注意的是,從1961年以來的長期趨勢看,西北地區西部的變干區域非常少,東部仍然有將近30%為變濕區域。這說明西北地區西部與東部干濕呈“蹺蹺板”變化的氣候格局是相對的,變濕區域會跨越傳統夏季風北邊緣線向東擴展,這也是在氣候變化背景下不斷演化的動態過程。

盡管當前西北地區氣候暖濕化趨勢明顯,且變濕增強、東擴征兆顯著(西北地區每30年降水變化呈西增東減趨勢,但西增東減的分界線呈東擴特征),但從變濕開始前氣候態時段(1971年到2000年)與當前氣候態時段(1991年到2018年)干燥度指數劃分氣候區的標準看,1991年到2018年時段較1971年到2000年時段干旱區范圍有所縮小,半濕潤區范圍有所擴大,但變化范圍很小,遠遠沒有達到改變氣候格局的程度。

預估未來30年暖濕化趨勢——

西北地區變濕趨勢將持續

雖然西北地區當前的暖濕化趨勢未能改變氣候格局,但需要從長遠考慮,盡可能預判它未來變化趨勢及其對氣候格局的影響。

如果僅考慮降水,西北地區未來的變濕面積將繼續擴大,未來30年整個區域均呈變濕趨勢,變濕強度繼續增強。但與1981年到2010年氣候態時段至1991年到2018年氣候態時段的變濕程度相比,1991年到2018年氣候態時段至2021年到2050年氣候態時段的變濕趨勢將明顯放緩,即未來30年西北地區變濕增強速率將有所減緩。

那么,如果考慮降水與氣溫協同作用,西北地區未來30年是否會繼續變濕?

從集合模式預估看,西北地區西部未來30年繼續呈變濕趨勢,但變濕程度較過去30年明顯放緩,西北地區東部未來30年干燥度指數幾乎沒有變化趨勢。張強說,雖然未來30年西北地區降水繼續增多,但氣溫的顯著增加導致變濕趨勢放緩甚至停滯。因此,如果未來溫度持續升高,將對干濕的影響比較顯著。

鑒于集合模式預估結果的不確定性較大,通過當前趨勢的線性外推和非線性外推分析未來氣候趨勢有一定的必要性。如果按照當前變濕趨勢線性外推,預計到2050年左右,西北西部可能會從干旱區過渡為半干旱區,西北東部會從半干旱區過渡為半濕潤區。若按照當前變濕趨勢非線性外推,變濕速度則會更快一些。

無論是集合模式預估,還是根據當前趨勢的線性外推和非線性外推,結果都顯示,未來西北地區的變濕趨勢還將持續。由此,研究團隊提出,西北地區氣候變濕趨勢尤其是本世紀以來變濕的增強,很大程度上與西風環流和東亞夏季風環流協同增強作用有關。

研究指出,影響西北地區降水變化的因素較多,值得關注的是西風環流變化與西北西部降水變化大體一致,而東亞夏季風環流變化與西北東部降水變化大體一致。尤其是西風環流和東亞夏季風環流從本世紀開始均表現為增強趨勢,這與本世紀以來西北地區增強的氣候暖濕趨勢一致。張強認為,未來,兩者的協同作用對西北暖濕化的影響值得繼續關注。

(作者:宛霞?聶鑫?責任編輯:張林)

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