Utveckling av globalt medelvärde och förändringsmönster i yttemperatur och nederbörd under CO2 upprampnings- och nedrampningsperioder. (a) Det 21-åriga medelvärdet av atmosfärisk CO2 koncentration (grön) och de årliga medelvärdena förändringarna i global medeltemperatur (röd) och nederbörd (blå) i CO2 upprampnings-/nedrampningsexperiment. Den streckade vertikala linjen indikerar år 140, då CO2 koncentrationstoppar. De två gråa banden som täcker åren 62–81 och 237–256 betecknar de två representativa tidssnitten av 2 °C global medeluppvärmning under upp- och nedrampning. Förändringar i tropiskt regn (b, c) och de termodynamiska (d, e) och dynamiska (f, g) komponenterna i 2 °C uppvärmningstidsskivorna under CO2 upprampning (b, d, f) och nedrampning (c, e, g). Konturerna i (b) representerar klimatologin för tropisk nederbörd i piControl (intervall:2 mm d −1 ). De rumsliga korrelationskoefficienterna mellan summan av de termodynamiska och dynamiska komponenterna och förändringar i tropiska nederbörd visas i de övre högra hörnen av (b) och (c). Stippling i (b–g) indikerar att minst fem av sex modeller är överens om tecknet för multimodellmedelvärdet. Kredit:Science China Press
Att använda fossila bränslen orsakar stora mängder koldioxid (CO2). ) att släppas ut, vilket är en av de största växthusgaserna som är ansvariga för den globala uppvärmningen. Klimatet förändras under ökande CO2 strålningskraft (kallad "CO2 ramp-up") har projicerats i stor utsträckning med hjälp av numeriska experiment. För en koldioxidneutral värld har fler studier börjat fokusera på de regionala klimatresponserna under minskande CO2 forcering från en hög CO2 koncentration till den förindustriella nivån (kallad "CO2). tona ner").
En ny studie, publicerad i tidskriften Science Bulletin , visar att förändringarna i tropisk nederbörd – en av de viktigaste indikatorerna för globala klimatförändringar – är asymmetriska vid samma uppvärmningsnivå (som 2°C) under CO2 upprampning och nedrampning. Den rumsliga variationen av förändringar i tropisk nederbörd är starkare under CO2 nedrampning än upprampning, ökande över det ekvatoriala Stilla havet med en förlängning söderut men minskande över Stilla havets intertropiska konvergenszon och konvergenszonen i södra Stilla havet. Denna studie är baserad på en idealiserad CO2 ramp-up/ramp-down scenario, där CO2 ökar kontinuerligt med 1 % år −1 från förindustriell nivå till en fyrdubblad nivå under upptrappning, följt av nedtrappning med samma takt på 1 % år −1 för att nå den förindustriella nivån.
Med hjälp av en fuktbudgetnedbrytningsmetod visar forskarna att denna asymmetriska tropiska nederbördsförändring främst beror på den tropiska cirkulationsförändringen, som ytterligare är nära relaterad till den lokala havsytans temperaturförändring (SST).
Mönster för tropiska SST-förändringar och tidsskalans nedbrytning. Förändringar i tropisk SST i 2 °C uppvärmningstidsskivor under CO2 ramp upp (a) och -ned (b). De normaliserade snabba (c) och långsamma (d) förändringarna i tropisk SST. (e, f) Som i (c, d) men med det tropiska medelvärdet (visas i det övre högra hörnet) borttaget. (g) Det 21-åriga genomsnittliga bidraget från de snabba (Ft; blå) och långsamma (St; röda) svaren i CO2 upprampnings-/nedrampningsexperiment. Deras summa (lila) visar sig jämföras med den totala globala medeluppvärmningen (svart). Kredit:Science China Press
"Mångtidsskalaprocesserna kan trasslas ihop under CO2 ramp-upp/ramp-down-scenario, som bildar ett komplext tidsutvecklande mönster av tropiska nederbördsförändringar", förklarar motsvarande författare, Dr. Ping Huang, professor vid Institutet för atmosfärsfysik, kinesiska vetenskapsakademin. "Dessa tid- beroende SST-svar under de två perioderna är en hybrid av svar vid olika tidsskalor."
Forskarna tillämpar en metod för nedbrytning i tidsskala på klimatresponsen (utvecklad i tidigare studier för att förstå den trassliga utvecklingen av svar på olika tidsskalor) för att separera effekterna av SST-svar vid olika tidsskalor på förändringar i tropisk nederbörd. En snabb SST-respons och en långsam baserad på processer vid olika tidsskalor definieras för att utvärderas i termer av deras tidsvarierande bidrag och effekter under CO2 ramp-upp/ramp-down scenario.
Resultaten visar att effekten av den snabba SST-responsen på förändringen av tropisk nederbörd är mycket svagare än den av den långsamma SST-responsen under CO2 ramp-down, och dess bidrag är också mycket mindre. Det långsamma SST-svaret kan inducera en kraftigare tropisk nederbördsförändring på grund av ett El Niño-liknande uppvärmningsmönster över det ekvatoriala östra Stilla havet. En kraftigare uppvärmning under ytan under CO2 nedrampningsperioden dämpar havets dynamiska termostateffekt, vilket leder till det El Niño-liknande uppvärmningsmönstret.
"Våra resultat tyder på att återföra den globala medeltemperaturökningen till under ett visst mål, till exempel 2°C, genom att ta bort CO2 , kan misslyckas med att återställa tropisk konvektionsdistribution, med potentiellt förödande effekter på klimatet över hela världen", avslutar första författaren, Dr. Shijie Zhou, en postdoktor vid Institutet för atmosfärsfysik, kinesiska vetenskapsakademin. + Utforska vidare
