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原创 #气象数据服务 地学拓扑局 2025年09月07日
论文简介
题目：Human emissions drive recent trends in North Pacific climate variations
期刊：《Nature》（IF:48.5 Q1）
发表时间：2025年8月13日
文章编号：644(2025),684-692
DOI: 10.1038/s41586-025-09368-2
研究背景及意义
太平洋年代际振荡（PDO）是北太平洋及周边大陆气候变率的主导模式，传统上被认为主要由气候系统内部过程产生。其振荡特征影响着全球变暖的速率、北美降水格局等关键气候要素。然而，近几十年来PDO持续处于负相位，尽管像2015年这样的强厄尔尼诺事件理论上应促使PDO转向正相位，但其负相位趋势异常稳定，这对传统内部变率驱动机制的解释提出了挑战。
近年来，有研究发现人类活动排放的气溶胶和温室气体可能对北大西洋等多年代际气候变率有影响，但此观点存在争议，且在北大平洋的相关研究和机制认识仍显不足。气候模型普遍存在低估强迫气候变率振幅的问题，导致人为强迫的作用被掩盖。本研究利用超大型模式集合和新的统计技术，首次揭示了人类活动排放是驱动20世纪以来PDO多年代际变化（包括近期持续负趋势）的主要强迫因子，这彻底颠覆了我们对多年代际气候变率成因的理解，并要求我们重新评估和预测区域气候变化的未来。
研究内容
研究者构建了超大型气候模型集合（572次模拟），通过集合平均剥离内部变率的干扰，精准提取了外强迫对PDO的共同响应信号。通过分离单一强迫实验，研究进一步将不同时期的趋势归因于具体人类活动：1950s至80年代中的PDO上升趋势由气溶胶主导，而其后持续的负趋势则由温室气体驱动。最后，通过统计方法校正了这一信噪比误差，成功在模型中再现了与观测吻合的北美西部干旱趋势，证明了其与人为强迫通过PDO途径产生的影响直接相关。
研究结果
1、主导驱动力的转变：20世纪下半叶以来PDO的多年代际变化，主要是由人类排放的气溶胶和温室气体驱动，而非气候系统内部过程。
2、模型存在根本性误差：当前气候模型普遍存在 “信噪比误差” ，严重低估了外强迫引发的气候变率振幅，导致人为强迫的作用被长期掩盖。
3、竞争性的人为影响：PDO的相位变化反映了不同人为强迫的竞争效应：气溶胶冷却效应驱动正相位，而温室气体增暖效应则驱动负相位。
4、区域气候影响的归因：诸如美国西部持续数十年的严重干旱等区域性气候影响，可很大程度上归因于人类活动通过强迫PDO变化所产生的影响。
主要图集
图1：外部强迫解释了PDO的时序与形态特征
图2：外强迫对PDO的影响具有统计稳健性
图3：人为排放的气溶胶和温室气体产生的强迫解释了近期PDO指数的时序变化特征
图4：PDO的信噪比悖论与阿留申低压变率偏弱密切相关
图5：美国西部长期气象干旱可归因于人类排放的气溶胶和温室气体通过影响PDO产生的作用 | 
发表于 2025-9-8 16:03:47
