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《自然∙通讯》发表岳遥课题组气候变化研究成果

水资源与水电工程科学国家重点实验室   时间: 2022-07-16 14:01:53    访问次数: 4621    返回首页

近日,国际综合性期刊 Nature Communications(《自然∙通讯》)发表了水资源与水电工程科学国家重点实验室、武汉大学水利水电学院岳遥副教授课题组在气候变化领域的研究成果。

论文题目为“Constrained CMIP6 projections indicate less warming and a slower increase in water availability across Asia”(《约束后的CMIP6预测结果表明亚洲升温趋势和水资源供给增速减缓》)。硕士研究生柴元方(现为荷兰阿姆斯特丹自由大学在读博士)为论文的第一作者,岳遥为通讯作者,武汉大学为第一完成单位。

世界上约有一半人口居住在亚洲。因此,准确预测亚洲未来气候变化的趋势对人类的生存和发展至关重要。全球气候模式(GCM)广泛用于预测未来气候。然而,由于复杂的海洋-大气相互作用、季风影响,以及太阳辐射和碳排放的剧烈变动,不同GCM的预测结果差异很大,需要有效减小模型预测的不确定性。

Emergent Constraint 是一种前沿的数据分析技术。该方法无需改进当前气候模式,仅通过约束已有的GCM模拟结果,便可得到不确定性更小的预测结果。Emergent Constraint既是一种统计分析方法,也需要充分的物理机制支撑。岳遥课题组证实了区域尺度复杂边界条件下Emergent Constraint关系存在的物理机制,从而利用27个CMIP6模型的预测结果构建了针对亚洲降雨的Emergent Constraint关系;基于降雨的约束结果,课题组又进一步约束了亚洲的升温趋势、蒸发增速和积雪融化速率。研究结果表明:约束后的降雨、气温、蒸发和积雪融化在2015–2100年间的平均增速均比原始的CMIP6预估结果显著减小(3.4–40.2%),不确定性大幅缩窄(9.2–33.9%);也就是说,亚洲未来的升温趋势和水资源供给增速均会减缓。

图1 约束后的亚洲未来降雨增速概率密度曲线(彩色实线)比CMIP6原始预测结果(黑色实线)明显收窄,表明预测的不确定性减小

本研究不仅提供了Emergent Constraint方法在区域尺度复杂边界条件下应用的理论依据,而且为亚洲应对未来升温和水资源短缺提供了更准确的数据支撑。

图2 未来升温及积雪融化增速可能减缓的典型区域:亚洲南伽巴瓦峰(拍摄者:李志威)

牛津大学Louise Slater教授、武汉大学尹家波副教授、爱丁堡大学和普利茅斯大学英国皇家工程院院士Alistair Borthwick教授,以及南京信息工程大学陈铁喜教授和王国杰教授对本文亦有重要贡献。

全文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-31782-7