新疆生地所研究揭示不同温升情景下的中亚天山地区极端降水变化特点
时间：2022-08-30
IPCC第六次评估报告指出，至少在过去的2000年中，观测到全球平均地表温度以前所未有的速度增加。与1850-1900相比，2011-2020年全球地表平均温度增加了1.09°C，2020年甚至达到1.26°C。极端降水的增加与全球温度的变化密切相关。自1950s以来，全球大部分区域已经观测到强降水事件的强度、频度和总量的大幅增加，并预计未来进一步增强。研究表明，未来极端降水的增加速率甚至高达14%/°C，远超克劳修斯-克拉珀龙提出的大气持水能力的理论值（7%/°C）。极端降水事件作为一类突发性强、影响面广的事件，常导致洪水、山体滑坡、泥石流和其他自然灾害，致使自然和社会经济系统对其变化极为敏感和脆弱。然而，少有研究关注中亚天山地区的极端降水变化，以及通过限制温升水平减少的极端降水的变化。
针对这一问题，中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室陈亚宁研究员团队基于降尺度和偏差校正的最新一代CMIP6全球气候模式数据，研究了中亚天山地区极端降水在不同温升水平下（1.5°C、2.0°C、3.0°C 和 4.0°C）的变化，尤其关注变化的稳健性以及较温升3.0°C而言，将温升限制在2.0°C以内可减缓的极端降水的增强。
研究结果表明：与参考期（1976-2005年）相比，预计在所有变暖水平下中亚天山地区极端降水的频度和强度都将发生强劲变化，且极端降水稳健变化的区域占比也随着温升水平的提高而增加。与温升2.0°C相比，额外升温1.0°C的确产生了显著的影响，尤其是对更极端的降水指标而言。从规避风险看，较低的温升水平（温升2°C，相较于3°C）规避了62.84%～153.77% 的极端降水频度、强度和持续时间的变化所带来的风险。
相关成果以“Future changes in extreme precipitation from 1.0 °C more warming in the Tienshan Mountains, Central Asia”为题发表在“Journal of Hydrology”。博士研究生张雪琪为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目资助。
图1. 与 1976-2005 年相比，不同升温水平（1.5°C、2.0°C、3.0°C 和 4.0°C）下 CDD、R5mm 和Rx1day的变化。具有统计显著变化的区域用黑色圆点 (RGB [0,0,0]) 标记。信噪比大于或等于1的区域用红点标记（RGB [178,24,43]），一致性超过80%的区域用棕色圆点标记（RGB [103,0,31]）。
图2. 与 1976-2005 年相比，(a) CDD, (b) R5mm, (c) Rx1day, (d) CWD, (e) R10mm, (f) Rx5day、(g) PRCPTOT、(h) R95p 和 (i) R99p 在温升1.5°C（黑色）、2.0°C（浅蓝色）、3.0°C（蓝色）和 4.0°C（深蓝色）下的多模式集合中值变化结果的概率分布函数（PDF）。
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