Усиление волн тепла в Китае в последние десятилетия: роль климатических режимов

npj Наука о климате и атмосфере, том 6, Номер статьи: 98 (2023) Цитировать эту статью

499 доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Виды изменчивости климата могут влиять на экстремальные погодные явления, создавая неразрешимые проблемы для нашей окружающей среды. Однако в какой степени климатические режимы могут модулировать волны тепла в Китае на фоне потепления, остается плохо изученным. Здесь мы изучаем изменения интенсивности тепловых волн в семи различных регионах: трех восточных, двух средних и двух западных регионах над Китаем, а также систематически изучаем влияние климатических режимов, анализируя наблюдения и выполняя модельные эксперименты с использованием байесовской динамической линейной модели и Модель общей циркуляции атмосферы (МОЦВ). Резкое увеличение интенсивности волн тепла наблюдается по всему Китаю в переходный период 1993–2000 годов, и интенсификация остается устойчивой в северном и западном Китае после прекращения тенденции к потеплению. Совместное воздействие Эль-Ниньо – Южного колебания (ENSO), Атлантического многодесятилетнего колебания (AMO) и диполя Индийского океана (IOD) объясняет 62,35–70,01% наблюдаемой интенсификации тепловых волн на Востоке I, Среднем I, Западе I и Западе. II регионы. Десятилетние изменения атмосферных циркуляций, связанные с отрицательным фазовым переходом Междесятилетнего Тихоокеанского колебания (IPO), которое тесно коррелирует с десятилетней изменчивостью ЭНЮК, в сочетании с положительным фазовым переходом АМО примерно в середине 1990-х годов, увеличивают температуру приземного воздуха и усилить внутреннюю изменчивость атмосферы и воздействие климатических режимов, что привело к резкому увеличению волн тепла за последние два десятилетия. Эти результаты подчеркивают важность одновременных фазовых переходов десятилетних климатических режимов в регулировании волн тепла.

Волны тепла оказывают серьезное воздействие на экосистемы и человеческое общество1. Исторически вспышки волн тепла оказывали пагубное воздействие на здоровье людей, посевы, растительность, качество воздуха и опасные природные явления2,3. С повышением глобальной температуры из-за изменения климата во всем мире произошли экстремальные жары, которые за последние несколько десятилетий вызвали растущую обеспокоенность общественности4,5,6,7,8,9,10. Было показано, что помимо тенденции к потеплению доминирующие режимы изменчивости климата, такие как Эль-Ниньо и Южное колебание (ENSO), Атлантическое многодесятилетнее колебание (AMO) и диполь Индийского океана (IOD), модулируют глобальные гидрометеорологические режимы. увеличивают продолжительность и частоту волн тепла и вызывают стихийные бедствия в различных регионах мира11,12,13,14,15,16. Несмотря на растущее понимание взаимосвязи между антропогенным потеплением и внутренними климатическими режимами, мало что известно о том, насколько сильно климатические режимы могут модулировать волны тепла в Китае. В частности, наше научное понимание физических процессов, которые приводят к усилению волн тепла, ограничено17,18.

В прошлом веке Китай пережил явную тенденцию к потеплению, быстрому росту населения и урбанизации. Среднегодовая температура приземного воздуха над Китаем выросла более чем на 1 °C, что сопровождалось более частыми и жаркими летними днями19,20,21. Очевидная тенденция к потеплению и более частые волны тепла могут снизить влажность почвы и еще больше повлиять на посевы, растительность и потребление воды, что приведет к пагубным последствиям для продовольственной безопасности и устойчивости водных ресурсов в Китае22,23. Между тем, согласно прогнозам, интенсивность экстремально жарких явлений в будущем увеличится из-за увеличения концентрации глобальных парниковых газов24. Однако исследования волн тепла и их изменяющегося поведения в Китае сосредоточены в первую очередь на усиливающихся тенденциях, связанных с антропогенными воздействиями (например, потепление парниковых газов, городские острова тепла) и изолированными факторами в региональном масштабе9,25,26,27,28. Недавнее исследование выявило резкое (т.е. внезапное) усиление средней по стране величины волны тепла над Китаем в период с 1996 по 1997 годы и указывало на то, что эти изменения связаны с повышением глобальной температуры29. Однако систематическая оценка резкого усиления волны тепла в различных географических регионах Китая еще не проводилась. Хотя предполагается, что крупномасштабные климатические аномалии, связанные с ENSO, AMO и IOD, влияют на частоту, продолжительность и интенсивность волн тепла в некоторых районах Китая11,20,29, их относительный вклад в резкую интенсификацию в различных регионах и лежащие в основе механизмы остаются неясными.