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2017年干旱期间西班牙的水库Barrios de Luna
2017年干旱期间,西班牙的水库Barrios de Luna。 图片来源:Angel Arredondo Prieto / Alamy Stock Photo。
biwei6868
2022年7月4日16:00

扩大西欧气候中“空前”驾驶“前所未有”的变化

Ayesha Tandon

07.04.22

Ayesha Tandon

04.07.2022 |4:00 PM
biwei6868 扩大西欧气候中“空前”驾驶“前所未有”的变化

新研究表明,“亚速尔群山高”(北大西洋上的高压系统)的扩展正在推动西欧气候的“前所未有的”变化。

该研究发表在大自然地球科学biwei6868,汇总观测值,模型模拟和古气候数据在过去的1200年中分析北大西洋气候的变化。作者发现,随着地球的变暖,亚速尔群岛高中(他们称为欧洲降雨的“看门人”)已经扩大。

具有“极大”亚速尔群岛高的冬季与干燥的冬季条件在英国的地中海和湿润的天气中。自工业革命以来,这些极端已经变得更加频繁 - 从每10年的一个极端冬季增加工业前时期该研究发现,在21世纪每四年一年。

随着亚速尔群岛高潮的继续扩展,在西班牙和葡萄牙,干燥将加剧。作者警告说,该地区将在冬季降雨量下降10-20% - 使该地区的农业“欧洲最脆弱的人”。

该研究描述了Azores高“过去1200年前空前”的扩展。但是,不参与研究的科学家告诉碳摘要,并非所有用于研究的气候模型都支持这一结论。必威手机官网

“降水的看门人”

欧洲包括一系列气候。大陆的大部分地区 - 包括英国欧洲大部分地区的大部分地区 - 全年都有适度的温度和潮湿的条件。同时,南欧有一个地中海气候夏季干燥,凉爽,湿冬的冬季。

但是,近几十年来,这些气候发生了变化。该研究说,近几十年来,西地中海的冬季降雨量减少了5-10毫米。到2100年,进一步10–20%预计冬季降雨量会下降 - 对包括西班牙和葡萄牙在内的国家的农业有严重影响。同时,英国正在看到湿冬天。

为了探索西欧降雨最近发生变化的原因,该研究的作者着重于亚速尔群岛高- 北大西洋地区的高压区域以葡萄牙以西的亚速尔群岛群岛命名。

亚速尔群岛高水平在亚热带中降落的空气形成,导致风在美国和西欧的东海岸北非北非时顺时针方向流动。西风横穿北大西洋的风,并在欧洲降雨,在欧洲降雨。

亚速尔群岛的大小和强度一年高,促进了整个非洲大陆的降雨水平的变化。因此,该研究将系统称为欧洲的“降水守门人”。

Caroline Ummenhofer博士- 一名物理海洋学家伍兹孔海洋学机构在美国 - 是研究的作者。她告诉碳摘要,亚速尔必威手机官网群岛高是“北大西洋中真正重要的气候特征”,并补充说,大的亚速尔群岛高的“向北推动风和雨水轴承天气系统”,在西班牙和葡萄牙的条件下造成干燥英国。

为了确定亚速尔群岛高中的历史变化,作者比较了北大西洋的海平面压力(海平面的海平面压力)与长期平均水平相比。如果海平面压力高于一定阈值,则作者将Azores高事件定义为“极端”。

为了证明亚速尔群山高如何影响北大西洋的气候,作者使用称为“上个千年合奏”。

下面的地块显示了冬季,降雨(左)和海平面压力(右),其“极大”的亚速尔群岛高。绿色阴影显示在英国的降雨量更大,而棕色阴影显示葡萄牙和西班牙的降雨较低。红色和蓝色阴影分别显示出高和低海平面压力,箭头显示了水分传输的方向。

冬季降水和海平面压力很大
在冬季,降水(左)和海平面压力(右)具有“极大的”亚速索。箭头显示水分传输的方向。资料来源:Cresswell-Clay等(2022)。

作者发现,一个“极端”的亚速尔群岛高事件每月给伊比利亚半岛的西部海岸带来约35.3毫米的降雨量,减少了三分之一。

“前所未有的扩展”

作者研究了过去千年中亚速尔群岛高的情况如何通过结合三条证据来改变。他们使用气候模型模拟自850年以来气候条件的变化,并观察到海平面压力雨量确定近几十年来的气候。

为了验证一千年前的降雨量 - 在收集了观察数据之前 - 作者转向古气候数据取自葡萄牙Buraca Gloriosa洞穴中的Stalagmites。长期在长时间内形成了矿物沉积物的长时间形成,主要是通过岩石通过岩石渗透的碳酸钙⁠⁠⁠⁠

葡萄牙的Grutas da Moeda洞穴内的石碑和钟乳石
葡萄牙的Grutas da Moeda洞穴内的硬石和钟乳石。学分:Marc-Philipp Keller /Alamy Stock Photo

Ummenhofer告诉Carbo必威手机官网n Shime,Stalagmite碳酸盐化学因环境条件而变化,因此科学家可以查看沿Stalagmite长度的碳同位素记录,以确定历史降雨水平。她补充说,“幸运的是”,Buraca Gloriosa洞穴“位于Azores高干燥的地方的牛仔岛”。

作者发现,这三条证据在北大西洋过去的变化方面相互吻合。

下面的图显示了过去千年中亚速尔群岛高的频率(顶部)和面积(底部)的变化。在顶部情节中,红线显示了冬季高度高的冬季数量,该冬季在100年的窗口上测量。单个模型运行以灰色显示,单个极端事件以三角形显示。在底部的图中,灰色条显示了前工业(灰色)和工业(红色)时代中高高的亚速群的大小。地块右侧的条形尺寸越大,表明具有较大面积的Azores高系统的频率越大。

在100年的窗口中,冬季高的冬季数量
在100年的窗口(红线)中,单个模型(灰色)和单个极端事件(红色三角形)的冬季数量很大。资料来源:Cresswell-Clay等(2022)。

作者发现,“极端”冬季高高的规模和数量“大幅度增加”,从工业前时期的每10年到21世纪的每四年。

该研究的标题描述了Azores高“过去1200年前空前”的扩展。然而,雅各布·谢夫(Jacob Scheff)博士- 一位助理教授北卡罗来纳大学夏洛特大学,谁没有参与研究 - 问题:

“尽管这项研究引起了极大的兴趣,但实际上并未表明现实世界中的高扩展在过去的1200年中是前所未有的。取而代之的是,它表明,在一个特定的气候模型中,在大多数模拟中,过去1200年的扩展是前所未有的。”

由于研究中使用的所有模型都支持这一结论,因此Scheff警告说,“标题陈述没有研究的合理性”。

作者还使用观察结果来探索自1950年以来的Azores较高变化海平面压力雨量比较其在1950 - 79年和1980 - 2007年的平均规模。这在下面的地图中显示。

棕色阴影表明随着时间的推移降雨减少,而绿色表示增加。蓝色和红色分别表示海平面压力的减小和增加。虚线框显示了本研究中考虑的区域。星星展示了Buraca Gloriosa洞穴的遗址。“ H”和“ L”对应于大西洋上的两个压力系统 - 亚速尔群岛高和“冰岛低” - 位于冰岛和格陵兰南部之间的低压区域。

1950  -  79年至1980  -  2007年之间北大西洋降水和海平面压力的变化
使用HADSLP2和GPCC观测值,北大西洋降水和海平面压力的变化。资料来源:Cresswell-Clay等(2022)。

该地块显示,近几十年来,地中海西部的冬季降雨量减少了5-10毫米。同时,英国已经看到了降雨量增加的趋势。

亚速尔群岛的归因高扩展

最后,作者研究了导致亚速尔群岛高的扩展的原因。他们使用气候模型来模拟过去1200年在不同的气候条件下,在过去的1200年中会发生多少极端亚速尔群岛。

下图显示了已测试的不同驱动程序。绿线显示模型运行,仅考虑温室气体排放的变化,红色仅显示火山活动的变化,黄色仅显示太阳能活动的变化,而黑色则显示了这三种。

过去1200年中记录的极端亚速尔群岛高事件的数量
在过去的1200年中,鉴于不同的气候强迫,使用上千年合奏模型,在过去1200年中记录的极端亚速尔群岛的高事件数量。资料来源:Cresswell-Clay等(2022)。

该图表明,当包括温室气体排放时,模型最好捕获过去100年中极端亚速尔群岛的高事件的增加。

贾斯汀·曼金(Justin Mankin)博士- 地理系的助理教授达特茅斯大学,他没有参与这项研究 - 告诉Carbon简介:“论文很有趣,作者显然对Azores H必威手机官网igh的足迹做了很多很好的分析”。

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然而,他补充说,亚速尔斯高的大小和强度的变化也可能是由于气溶胶水平的变化而不是温室气体排放的变化而驱动的。(例如,通过美国清洁空气法在1970年代,污染水平大大下降,导致局部变暖。)作者没有调查这一因素是“一个奇怪的遗漏”。

该研究表明,Azores的高膨胀与Hadley循环的变化有关,Hadley循环是一种主要的大气循环系统,它在赤道和中间纬度之间循环空气。下面的视频解释了哈德利循环,以及地球大气中的其他“细胞”,这些“细胞”从赤道向极点移动。

随着气候的温暖,沃克和哈德利的流通是弱化和拓宽,减少空气在不同高度上的混合并干燥大气。研究上周发布的这些循环的削弱与全球热带气旋数量的减少有关。

Ummenhofer告诉Carbo必威手机官网n Shime,“改变更频繁的大冬季Azores高处,与在温暖气候下的Hadley循环的扩大是一致的”。

理查德·西加教授- 一位研究教授哥伦比亚大学也没有参与研究,他告诉碳摘要,亚速尔群岛高中的扩张也可以“通过北大西洋振荡的长期变异和变化很容易必威手机官网解释”。

北大西洋振荡(NAO)是大西洋自然变异性最重要的驱动因素之一,是由亚速尔群岛高和冰岛低点之间的压力差驱动的。下面的视频说明了NAO如何影响英国的天气。

Seagar告诉Carbo必威手机官网n简介,“如果[研究的作者]表明了Azores高尺寸的时间与NAO的时间,那将是很好的,因此可以比较两者随着时间的变化。他补充说,他“不确定这些发现有多新颖”。

同时,曼金(Mankin)补充说,他“在几个分析选择方面挣扎”。他说:

“我认为我出现的关键问题是他们是否真的在Azores High中取样了可变性,以及他们是否归因于其变化。我认为他们已经开始了这项工作,但是我并不完全相信他们已经做到了,要么我们可以对现实世界的归因充满信心。”

Cresswell-Clay等人(2022),二十世纪亚速索在过去1200年中前所未有的高膨胀,自然地球科学,biwei6868doi:10.1038/s41561-022-00971-W

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