普林斯顿研究：具有高气候敏感性的新气候模式是不可行的

最近对最新一代气候模型（称为CMIP6）的分析提供了一个警示性的故事，说明了如何解释气候模拟，因为科学家对地球将如何响应大气中不断增加的二氧化碳水平做出更加敏感和复杂的预测。

普林斯顿大学和迈阿密大学的研究人员报告说，具有较高“气候敏感性”的较新模型（这意味着它们与其他模型相比，在大气二氧化碳水平相同的情况下预测了全球变暖的幅度更大）并未提供地球未来气候的合理情况。

研究人员在《地球物理研究》杂志上报告说，这些模型夸大了由于云与气溶胶之间的相互作用而产生的全球冷却效应，并预测云将缓和温室气体引起的变暖（尤其是在北半球），远远超过气候记录显示的实际情况。字母。

研究人员发现，具有较低气候敏感性的模型与观测到的温度差异更为一致，特别是在北半球和南半球之间。该图显示了从1850年到2000年的年度全球平均表面温度（a）和南北半球之间的温差（b）的变化。红线代表高气候敏感性模型，而蓝线代表低气候敏感性模型。黑色线表示由NASA戈达德太空研究所表面温度分析项目收集的观察到的温度波动，涉及半球温度时，该波动更接近蓝色线。灰色背景表示高和低气候敏感性模型之间的差异显着的年份。

相反，研究人员发现，气候敏感性较低的模型与北半球和南半球之间观察到的温度差异更一致，因此，与较新的模型相比，它们更准确地描述了预计的气候变化。这项研究得到了普林斯顿高草甸环境研究所（HMEI）的减碳倡议（CMI）的支持。

普林斯顿大学地球科学教授，High Meadows环境研究所和CMI首席研究员加布里埃尔·韦基（Gabriel Vecchi）解释说，这些发现对于气候变化政策可能具有重要意义。由于具有较高气候敏感性的模型预测温室气体排放会导致更大的变暖，因此它们还预测出更可怕的，甚至迫在眉睫的后果，例如更极端的海平面上升和热浪。

高气候敏感性模型预测，在当前二氧化碳水平下，全球平均温度将从2摄氏度增加到6摄氏度。当前的科学共识是，必须将增加幅度保持在2度以下，以免造成灾难性影响。2016年《巴黎协定》将门槛设定为1.5摄氏度。

Vecchi说：“更高的气候敏感性显然需要更加积极的碳减排。”“社会需要更快地减少碳排放量，以实现《巴黎协定》的目标，并使全球变暖保持在摄氏2度以下。减少气候敏感性的不确定性有助于我们制定更可靠，更准确的策略来应对气候变化。”

研究人员发现，高和低气候敏感性模型都与20世纪观测到的全球温度相匹配。然而，更高灵敏度的模型包括气溶胶-云相互作用产生的更强的冷却效果，从而抵消了温室气体导致的更大的变暖。此外，这些模型的气溶胶排放主要发生在北半球，这与观测结果不一致。

“我们的结果提醒我们，即使模型准确地代表了过去的全球变暖，我们也应该对模型结果保持谨慎，”第一作者王成功博士说。普林斯顿大学大气与海洋科学专业的候选人。“我们表明，全球平均值隐藏了有关温度变化模式的重要细节。”

除了主要发现外，该研究还有助于揭示云如何在模型和现实世界中以大尺度和小尺度缓和变暖。

普林斯顿大学地球科学副研究员杨文昌说：“云层会加剧全球变暖，并可能导致下一世纪的变暖迅速加剧。”“总之，提高我们的理解和正确模拟云的能力确实是对未来进行更可靠预测的关键。”

普林斯顿大学和其他机构的科学家最近将注意力转向了云对气候变化的影响。相关研究包括Amilcare Porporato，普林斯顿大学的Thomas J. Wu '94土木与环境工程教授和High Meadows环境研究所的两篇论文，以及CMI领导团队的成员，他们发表了两篇论文，报道了热云对太阳能的未来影响功率以及气候模型如何低估了每日云周期的降温效果。

迈阿密大学大气科学教授布莱恩·索登（Brian Soden）是合著者之一，他说：“了解云如何调节气候变化是气候研究的前沿。”“令人鼓舞的是，正如这项研究表明的那样，我们仍然可以从历史气候观测中挖掘出许多宝藏，从而有助于完善我们从全球平均温度变化中获得的解释。”

参考：王成功，Brian J. Soden，杨文昌和Gabriel A. Vecchi撰写的“ CMIP6模型中的云反馈与气溶胶-云相互作用之间的补偿”，2021年1月25日，地球物理研究快报。DOI：
10.1029 / 2020GL091024

该论文发表在2月28日的《地球物理研究快报》上。这项研究得到了美国国家海洋和大气管理局（拨款NA20OAR4310393和NA18OAR4310418）和普林斯顿大学高草甸环境研究所（HMEI）的碳减排计划的支持。