119 / 2023-03-27 12:30:59

CMIP6模式中的近百年气温日较差变化

气温日较差；趋势；CMIP5/6；外强迫；北半球

气候变暖背景下，1901年以来全球观测到的地表气温日较差（DTR）显著减小。作为日内极端气候指数，DTR的长期变化对于全球和区域农业、生态、人类健康都具产生了极其的重要影响。然而，前期的国际耦合模式比较计划（CMIP）中，模式模拟的DTR减小幅度远小于观测。目前，新一代CMIP6模式是否改善了对DTR趋势变化的模拟性能，并且改进的原因都不明确。因此，我们评估了CMIP5和CMIP6模式对1901年以来DTR变化的模拟性能，并分析了两阶段模式存在差异的原因，也进一步探讨了外强迫在DTR变化中的作用。通过分析27个CMIP6模式输出的历史试验数据，我们发现模拟的DTR（-0.26℃）的下降幅度与1901-2014年间观测到的DTR下降（-0.24℃）相似，这意味着CMIP6阶段多模式集合平均不再低估DTR的减小趋势。进一步研究发现，相对于CMIP5，CMIP6模式对DTR减小趋势幅度模拟的改进主要由于CMIP6模式对温室气体强迫（GHG）具有更高敏感性。在空间上，CMIP6模式总体上可以呈现DTR的空间变化分布规律，尽管在DTR增加的地区仍然存在较大的模拟偏差。此外，依据最新的CMIP6模式，我们分析发现1901年以来DTR的下降主要归因于人为外强迫的潜在影响（GHG贡献了DTR下降趋势中的约75%），而在自然外强迫仅仅可以解释约5%的DTR趋势下降，说明CMIP6阶段明确了近百年DTR的下降主要由人类活动主导。未来，在共享社会经济路径SSP2-4.5到5-8.5情景下，21世纪末北半球的DTR将持续下降0.46-0.78℃（相对于20世纪初）。如果不采取减排措施，未来昼夜温差将持续显著减小，意味着北半球未来的农业生产、生态环境以及人类健康面临的风险都将显著增加。