全球變暖背景下ENSO海溫變率將顯著增強

2021年，IPCC（政府間氣候變化專門委員會）第六次評估報告《氣候變化2021：自然科學基礎》評估了厄爾尼諾—南方濤動未來可能的變化。報告指出，厄爾尼諾-南方濤動降雨變率在21世紀下半葉增強的可能性非常大。但是，基于海表溫度的厄爾尼諾—南方濤動強度如何變化仍然存在很大的不確定性。

不過，一項最新研究對此結論提出了質疑。國際南半球海洋研究中心主任、澳大利亞科學院院士蔡文炬和中國科學院院士、中國海洋大學教授吳立新團隊聯合研究表明，無論是高排放情景，還是低排放情景，亦或是達到《巴黎協定》提出的2℃溫控目標，厄爾尼諾—南方濤動的強度都會增加，呼吁采取更加嚴格的減排目標。相關研究成果于2月1日發表于《自然—氣候變化》雜志。

“在地球氣候系統中，厄爾尼諾—南方濤動是破壞性最強的一種年際間氣候變異信號，洪澇、干旱、強臺風等全球極端天氣災害與其有直接聯系。”論文第一作者、通訊作者蔡文炬告訴《中國科學報》。

蔡文炬表示，近60年里，全球極端天氣的強度和頻率顯著增加，而究其原因，是溫室氣體增加所導致？還是氣候系統的自然振蕩過程？這是長期存在且備受爭議的科學問題。

近年來，有研究結果表明，21世紀全球增暖下厄爾尼諾—南方濤動海表溫度變率將會顯著增強，且多模型模擬的結論具有一致性，而這與IPCC報告結論不符。

為何會存在差異？難道IPCC報告出錯了嗎？

IPCC第六次評估報告是基于第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）的多模型數據，對比的是21世紀最后30年和近30年的厄爾尼諾—南方濤動海溫變率。

厄爾尼諾—南方濤動海溫變率存在著很強的內部年代際震蕩，而內部年代際震蕩可以很大程度上對全球變暖外部強迫信號產生干擾。

“短時間看，溫室氣體的作用比較小，內部年代際變化幅度較大，這是IPCC報告中結論缺乏模型間共識的原因。隨著統計數據計算周期的延長，內部變化的影響逐漸減弱，而溫室效應的診斷更準確。”蔡文炬解釋。

基于此，研究團隊利用40多個CMIP6模型對比了20世紀和21世紀整個100年的厄爾尼諾—南方濤動海溫變率。研究發現，在21世紀高溫室氣體排放情景下，厄爾尼諾—南方濤動的海溫變率相對20世紀顯著增強，且存在模式間一致性。

此外，當把時間長度縮短為50年，結果依然類似。研究人員認為，基于50年以上時間長度的對比可以很大程度上減少模型內部年代際震蕩的影響，較好的呈現出模型對全球變暖的響應。

值得注意的是，即使在巴黎氣候協定所規定的全球1.5℃溫控目標乃至2℃目標，厄爾尼諾—南方濤動海溫變率相對20世紀也顯著增強，且具有多模型一致性。

蔡文炬指出，值得肯定的是，與第五次國際耦合模式比較計劃相比，第六次的模式更加越來越真實，有著更高的氣候敏感程度，厄爾尼諾—南方濤動的非線性正反饋的模擬也有著長足的進步，模式間的一致性也更強。

上述研究成果為認識厄爾尼諾—南方濤動對未來氣候變化的響應提供了更準確的研究方法，也為理解氣候模式對未來預估的差異化結果提供了合理的科學解釋，對國際社會應對氣候變化與制定氣候政策具有重要指導意義。

“未來，極端天氣事件的頻率和幅度仍會增加，我們應該采取更加有效的措施，減排更值得重視。”蔡文炬強調。