转自： https://www.atmos.pku.edu.cn/xwzx/168506.htm
气候变化对全球不同区域的影响存在显著差异，这种不均匀性主要源于各地变暖速率的不同。准确预测未来区域变暖，对于评估气候风险、制定适应策略至关重要。然而，当前最先进的全球气候模式在模拟历史及未来的全球变暖空间分布时，仍往往存在不小的差异。这些模式间的分歧从何而来？又会如何演变？我系聂绩长聘副教授和俞妍助理教授团队的最新研究成果“Reduced spread of simulated global warming patterns among CMIP6 models with elevated level of warming”于2025年5月发表在《Environmental Research Letters》上，为我们揭示了气候模式空间分布一致性随全球变暖程度演变的规律。
研究发现，在历史时期（特别是2000年之前）不同CMIP6模型模拟得到的全球变暖空间格局差异巨大。模型之间的空间相关性中位数低于0.3，远低于气候系统自然波动的基准水平（图1）。这意味着诸如北极放大效应等气候现象，在不同模式中的具体表现存在显著分歧，缺乏多模式间的定量化共识。
图 1 (a) SSP1-2.6, (b) SSP2-4.5和(c) SSP5-8.5情景下，1970至2081年CMIP6模型局地升温率（）空间相关性随时间变化特征。图中红线（粉色阴影）对应左侧y轴，表示190组CMIP6模型的空间相关性的中位数（第10至第90百分位数）。灰色矩形同样对应左侧y轴，表示总计63756个piControl实验样本中空间相关性中位数的第10至第90百分位数。黑色线对应右侧y轴，表示与1850至1900年平均值相比的全球平均温度异常（K）。
令人惊讶的是，随着温室气体浓度上升和全球变暖加剧，模式间的空间差异呈现出减小的趋势（图1）。尤其是在高排放情景（SSP5-8.5）下，这种趋同现象最为明显。研究分析表明，在高排放情景下，到了本世纪末（2080年），模式间对全球变暖预测的空间相关性中位数可显著提升至0.8左右。此时，除了三极地区和热带非洲等少数区域，气候模式对于全球大部分地区的变暖速率预测表现出高度一致性 (图2)。
图 2通过比较63756个piControl实验样本中标准化的局地升温率（）的标准差的中位数与CMIP6模式在未来(2060-2099年)不同排放情景(SSP1-2.6, SSP2-4.5和SSP5-8.5）以及历史时期(1960-1999年）中对应的标准差得到的在特定时间段内CMIP6模式模拟的局地升温率的一致性。红色填充区域表示piControl实验中标准化的局地升温率（）的多模型标准差大于历史和未来时期的标准差，表明与未受外部强迫的情况相比，CMIP6模型在模拟升温模态方面的一致性有所增强。
本研究表明当人类活动排放的温室气体推动全球突破某个临界变暖水平时，变暖格局对外部强迫的响应将逐渐占据主导地位，压倒气候系统内部的自然变率，从而导致不同气候模型的预测结果趋于一致。它意味着，在高排放路径下，尽管面临更严峻的气候变化后果，但我们对区域变暖格局进行风险评估的可靠性反而可能更高。同时，气候变化研究需要特别关注那些即使在高度变暖下模型间仍存在较大分歧的区域，如热带陆地、三极地区和副热带海洋。
北京大学物理学院大气与海洋科学系博士生孟一霖为论文第一作者，俞妍和聂绩为通讯作者。该研究得到了北京市自然科学基金（JQ23037）的支持。
论文信息：
Yilin Meng, Yan Yu, Ji Nie (2025). Reduced spread of simulated global warming patterns among CMIP6 models with elevated level of warming. Environmental Research Letters, 20, 064045. DOI: 10.1088/1748-9326/add9ae
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