飓风与全球变暖关系的研究论文_吴玉莹 1,2,单帅杰 1,3,应 悦 1,4,孟庆涛 1,

飓风与全球变暖关系的研究论文_吴玉莹 1,2,单帅杰 1,3,应 悦 1,4,孟庆涛 1,

引言

自工业革命以来,人类活动导致的二氧化碳排放量剧增。当 大气中二氧化碳等温室气体含量增加后,更多的热量被截留在大 气层内,导致地球气温增高。受此影响,全球平均表面温度自工 业革命以来表现出显著的上升趋势。全球变暖会引起冰雪融化、 冻土消融、海平面上升、极端天气频发等,这不仅会破坏全球的 自然生态系统,而且威胁人类的生存。各国政府普遍重视全球变 暖这一问题,并正在努力采取措施协同应对全球变暖。

1.1 全球变暖趋缓的事实

政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第 5 次评估报告指出, 自 19 世纪中期有观测记录以来,全球年平均气温上升了 0.8℃ 左右。然而,全球气温升温趋势在最近十几年明显减慢。英国气 象学家 Knight 等最早于 2009 年提出这个问题,他们指出相对于 1979~1998 期间,全球地表温度增温速率在 1999 之后 10 年间明 显偏低,此即全球变暖趋缓 ( 停滞 ) 现象。

多种来源的气温观测资料表明,全球表面温度上升趋势在 1997~2013 年间为,比近 50 年的趋势年要低得多,更低于 IPCC 第 5 次评估报告对变化趋势的估计。尽管全球气温增温速率存在 一定不确定性,但从全球平均表面温度的角度看,全球变暖趋势 出现了停滞。

尽管近十几年来全球表面温度增温速率趋缓,自 20 世纪 50 年代以来,观测到的气候系统中许多变化在几十年乃至上千年时 间里都是前所未有的。例如,海冰和积雪仍在融化,海洋仍在净 吸收热量,全球平均海平面仍在上升。诸多现象表明全球变暖的 长期变化趋势没有完全停滞,最重要的是,全球表面温度仍然处 于高位。例如,全球平均表面温度在 2014 年和 2015 年连续两次 创下历史新高。

英国气象厅报告指出,观测资料和数值模拟结果都表明,类 似的全球平均表面温度在一段时期内变化趋势接近于零的时期并 非个例 [7],在过去的观测和对未来的预估中都有出现,大致每个 世纪至少出现 2 次(例如上世纪的 1900 年代和 1960 年代)。因此,温度变化趋势停滞并非史无前例,而可能是一个暂时现象。

1.2 全球变暖趋缓的原因分析目前,对全球平均表面温度变化停滞的原因解释主要有两种 途径:第一,进入气候系统的净能量的变化;第二,气候系统中 能量的再分配,特别是上层海洋和深层海洋之间的能量交换,这 个过程可以暂时在表层以下隐藏变暖趋势。每当拉尼娜现象出现,全球大气会发生降温,从而改变、影 响了全球变暖的趋势,在随后几年内使温度呈下降趋势,也就是 说海洋的温度波动明显对应着全球增温的缓急。类似的,AMO 也 被认为与北半球年代际气候变化紧密相关。尽管受到外强迫的影 响,大多数研究仍认为 AMO 是一种气候系统的自然变率 , 并且 AMO 对北半球平均温度多年代际变率具有预测意义,一定程度上解释了近期增暖减缓现象 [8]。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最近研究表明,AMO 和 PDO 很大程 度上能够解释北半球平均温度的自然变率,当前变暖趋缓现象其实是正位相的 AMO 和负位相的 PDO 协同作用的结果。 利用数值试验,证实赤道中东太平洋 ( 全球表面积的 8%) 的异常低海温对近十几年的全球平均地表温度增温趋缓起到重要作 用。该研究结果表明,目前的增暖趋缓现象是气候自然变率的一部分,与太平洋拉尼娜型年代际变冷有关。热带地区拉尼娜型变 冷显著地影响了北半球冬季热带外地区的气候变化,阿留申低压 减弱,北美地区西北部变冷加剧,导致了全球变冷。

总体来说,全球变暖加速与变暖趋缓是气候驱动力相互作用 的结果。由于自然变化是周期循环的,其长期平均的效应接近于零。 自然因素造成的变冷在很大程度上抵消了气候变暖的趋势,这是 导致近巧年变暖趋缓的关键因素。全球气候变暖趋势是真实的, 但在此之上同时迭加了长周期 (40~60 年 ) 和短周期 ( 数年 ) 的脉动 [9],即年代际尺度和年际尺度波动。这使得人类造成的气候变 暖趋势曲线具有年代际变化的特征。所以,全球变暖是在冷暖波动中不断升温的。

2 全球变暖与飓风活动的关系

在全球气候变化的背景下,热带气旋研究特别关注的海洋圈 也发生着深刻的变化,包括海面温度升高、海冰面积减少、海平 面上升以及盐度、波浪和海洋环流的变化。全球气候发生了变化, 海洋上生成的热带气旋的发生频率、发生地点、强度、路径及其 登陆地点也会发生相应的变化。台风异常活动是全球气候变暖的 必然结果,还是台风年代际周期性变化的反映,成为当前争论的 焦点。目前,利用气候模式模拟的全球台风年频数与实际观测的 台风频数的相关系数通常介于 0.15( JMA 模式 ) 至 0.41( GFDL ), 且因季节、海域和模式的不同而不同,其中西北太平洋和大西洋 的相关系数相对较大。虽然目前尚不能证明全球变暖对台风频数有明显的影响,但 是在全球变暖背景下,台风的强度及强台风频数有增加的趋势、 海平面的上升、沿海地区对台风风暴潮的脆弱性增大,因而台风 灾情将加重。然而,台风气候变化及其与全球变暖关系的许多方 面仍不甚清楚,特别是台风气候的变化将对社会经济的各行各业 产生怎样的影响及其风险防御对策等,远没有形成共识。为了提 早防范全球变暖对台风活动及社会经济带来的可能风险,有关台 风气候变化的观测研究和全球变暖对台风气候影响的数值模拟预 测工作仍在继续深入。

3 结论

在全球气候变化的背景下,过去 25 年中,纽约飓风的登陆 强度呈下降趋势,多伦多飓风的陆上持续时间有增加的趋势,悉 尼飓风的登陆频数有增加的趋势。这种变化趋势与 全球变暖有关。

(1) 全球气候变暖背景下,西北太平洋台风发生频数有明显 的减少趋势,而登陆我国台风频数的减少趋势远弱于西北太平洋。 各月西北太平洋台风发生频数以及登陆我国台风频数的趋势都有 明显的差异。

(2) 全球气候变暖背景下,登陆台风和西北太平洋台风的平 均强度和极端强度均有减弱的趋势,前者的趋势强度也远小于后 者。

(3) 随着全球气候变暖,台风登陆位置有向中部移动的趋势 ; 西北太平洋台风在生命史中强度达最强时的位置有向北移动的趋 势。

论文作者:吴玉莹 1,2,单帅杰 1,3,应 悦 1,4,孟庆涛 1,

论文发表刊物:《红地产》2017年7月

论文发表时间:2018/4/2

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