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科研动态共计 2,184 条信息

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1 PNAS:飓风贾斯珀在气候变化背景下的降雨 2024-07-14

2023年12月中旬,热带气旋Jasper袭击了澳大利亚昆士兰北部,导致由暴雨引发的广泛洪水。许多气象站报告的降雨总量超过了1米,一些地区超过了2米,这可能使Jasper成为澳大利亚历史上最湿润的热带气旋。为了更好地准备类似Jasper这样的事件,来自剑桥大学的研究者使用先进的热带气旋下尺度化技术,结合九个全球气候模型,生成了27,000个合成热带气旋,以估计Jasper级别降雨事件的概率及其随气候变暖可能的演变。 热带气旋下尺度化技术通过在时间上和空间上随机生成全球气候模型或再分析提供的演变的大型环境来启动热带气旋的生成。 研究发现,从20世纪末到21世纪末,凯恩斯地区每年由热带气旋引起的1米降雨量的概率从大约0.8%增加到约2.3%,几乎增加了三倍。 通过对2023年的频率进行插值,表明当前Jasper降雨的年概率约为1.2%,比2000年增加了约50%。增加的降雨主要归因于更强的气旋和更湿润的大气。 研究者分解了降雨变化的因素,包括变化的风暴频率、上升运动、湿度和持续时间。发现气旋强度的增加是降雨增加的主要原因,其次是湿度的增加,而风暴频率的变化对降雨的贡献较小。 Jasper气旋在昆士兰的破坏性洪水表明:气候变化的有害影响主要是通过极端事件感受到的,这些事件由于对气候的敏感性,也作为气候变化的预警信号。文章强调,为了估计气候变化的真正风险,必须找到基于物理学而非仅依赖统计的改进的全球气候下尺度化方法,并能够直接用于估计气候损害。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:《美国科学院院刊》 点击量:424

2 PNAS:海面温度模式效应使气候敏感性约束出现偏差 2024-07-14

气候模型显示,自1970年代以来的全球变暖率与气候敏感性(包括平衡气候敏感性ECS和瞬态气候响应TCR)之间存在紧密关系。这些敏感性指标是衡量全球气候对温室气体强迫响应的关键指标。 近期发表在美国科学院院刊(PNAS)上的最新研究利用CMIP5/6模式表明,气候变暖与这些气候灵敏度指标(约束条件的基础)之间的模式间关系源于模型内瞬态和平衡气候变暖模式的相似性,从而产生了一个控制近期气候变暖的有效气候灵敏度(EffCS),它与控制二氧化碳强迫下长期气候变暖的ECS值相当。然而,CMIP5/6历史模拟未能复现观测到的变暖模式。当以观测到的模式为驱动时,即使是高ECS模型也会产生与观测到的全球变暖率一致的低EffCS值。 CMIP5/6模型未能复现观测到的变暖模式,从而导致模型中近期全球变暖与气候敏感性之间的关系存在偏差。对这一偏差进行校正意味着,观测到的变暖与ECS和TCR的大范围一致,这些值比之前认识的范围更广。这些发现通过能量平衡模型模拟和耦合模型模拟(CESM1-CAM5)得到证实,这些模型通过对流层风推移或南极融水通量更好地复制了观测到的模式。由于CMIP5/6模式未能模拟观测到的变暖模式,因此对ECS、TCR和预计全球变暖提出的基于变暖的约束偏低。 研究结果强调了观测到的变暖模式在过去几十年减缓了全球平均变暖,并表明未来变暖模式的演变是气候预测中的一个重要不确定性来源。(於维樱编译) 查看详细>>

来源:《美国科学院院刊》 点击量:480

3 PNAS:自7800年前以来,冬季降水主导的中亚地区水文气候变化的多时间尺度研究 2024-07-14

中亚受全球变暖显著影响,是世界上最重要的干旱区之一。了解该地区全新世气候变化的动态过程对于更好地理解未来气候变化的可能影响至关重要。目前中亚古气候记录大多数来自以夏季降水为主的中亚东部(ECA),而以冬季降水为主的中亚西部(WCA)的记录较少。尽管一些研究表明中亚在全新世期间呈现潮湿趋势,但对于WCA的水文气候变化情况尚不清晰。 中国科学院地球环境研究所对吉尔吉斯斯坦费尔甘纳盆地石笋进行深入研究,通过将石笋氧(δ18O)、碳同位素(δ13C)和Sr/Ca比值指作为该地区的干旱指数,成功构建了过去7800年WCA高精度测年(误差小于6‰)、高分辨率(约4年)水文气候记录。结果表明:WCA地区自中全新世以来呈现降水减少的干燥趋势,而ECA地区则呈现湿润趋势,二者形成鲜明对比。研究提出,在过去的8000年中,WCA和ECA之间的降水趋势差异是由季节性西风急流的变化所控制的,这些变化与季节性太阳辐射的变化有关。此外,通过对WCA干湿记录的详细分析,研究揭示此地区1400年、50-70年和20-30年的周期,可能与北大西洋的气候波动相关,表明中亚气候变化与全球气候系统之间存在密切联系。其中百年-年代际尺度的干旱事件对该地区历史社会乃至跨欧亚文化交流产生了深远影响。 这项研究为理解WCA地区文化变迁的长期历史提供了最高时间分辨率气候背景,不仅加深了人们对区域水文气候动态的理解,并有助于改进该生态脆弱地区未来气候变化的模型预测。(於维樱编译) 查看详细>>

来源:《美国科学院院刊》 点击量:4658

4 PNAS:盐底辟控制的深海绿洲促进了冷泉的形成 2024-07-14

由加拿大圣玛丽大学主导的一项研究提出了一个新的冷泉形成和调节机制,证明了具有高度生物多样性的深海冷泉可以通过产甲烷的古菌活动,增强深部生物圈,导致生物成因甲烷的增加。 冷泉是深海环境中生物多样性极高的生态系统,由从海底喷出的硫化氢、甲烷和其他富含碳氢化合物的流体组成。深海冷泉是地球碳循环的一个重要组成部分,在这个碳循环系统中,地下碳氢化合物为原本广袤无垠的海域中种类繁多的底栖微生物、大型动物提供了能量来源。 研究结合了3D地震调查、自动水下航行器(AUV)巡航、遥控潜水器(ROV)调查、以及气体采样和地球化学分析等多种方法,以加拿大斯科舍大陆边缘(Scotian Margin)的被动大陆边缘冷泉为对象。加拿大斯科舍大陆边缘是一个大型的盐构造系统,许多冷泉发生在盐构造区之上,盐底辟运动产生了复杂的断层系统,这些断层系统可使流体迁移或形成与储层形成有关的密封和圈闭。盐丘的热传导性较高,能够在其上方产生所谓的“盐丘效应”(salt chimney effect),导致地热对流,从而影响上方的流体流动。 本研究提供了地球物理和地球化学证据,证明盐烟囱效应与底辟断裂共同推动了地下水循环系统,该系统将溶解的无机碳、富含营养的深层基底流体以及潜在的上覆海水带到深埋盐底辟顶部。流体促进了产甲烷古细菌的生长,从而增强了深层生物圈的繁荣,由此增加了生物甲烷的产量。(於维樱编译) 查看详细>>

来源:《美国科学院院刊》 点击量:388

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