海洋的变化及其对中国气候的作用(3)
极端IOD事件和夏季型IOD的出现可能使得IOD对中国东部气候的影响更为显著(证据量中等,一致性中等)。在全球气候变暖背景下,1950—2009年,印度洋上空Walker环流存在减弱的长期变化趋势,出现更多的夏季型IOD[51]。IOD的强度和发生频率在20世纪存在上升趋势[54]和年代际变化特征[55],甚至在2019年出现了四十年来最强的一次IOD,超过了1994年和1997年的极端偶极子事件[56]。
2.3 印度洋-中国近海-太平洋海气相互作用及气候效应
在北半球夏季,发展中的厄尔尼诺可以触发IOD正事件,但IOD也可以独立于ENSO存在,并反过来影响ENSO[57]。强的IOD正事件可引起西太平洋出现异常的西风,从而促进厄尔尼诺的发展[58-59]。厄尔尼诺激发的遥相关过程会诱发印度洋洋盆尺度的持续升温,这在厄尔尼诺衰减年会对赤道和西北太平洋产生较强的反馈作用[36,48,51,53](图4)。由于西太平洋和印度洋之间存在跨洋盆的海气相互作用,因此,印度洋电容器效应被延伸为印度洋-太平洋海洋电容器效应(IPOC)[53]。
预估显示,在RCP2.6和RCP8.5情景下,21世纪极端厄尔尼诺的频率是20世纪的20倍(中等信度),且中部型和东部型的比例将进一步增加[60-61]。同时,极端IOD事件的频率也会进一步增加(低信度)[60-62]。
2.4 西北太平洋强台风和海洋热浪的变化及影响
气候变暖背景下,近四十年来全球强热带气旋(强飓风和台风)强度增加,且趋于频繁,对全球许多地区造成重大灾害[63]。西北太平洋地区强台风的发生频率、登陆频次和位置的变化及伴随的台风-风暴潮、强降水和破坏性强风等致灾因子对沿海经济社会有严重的影响,而海洋热浪的频数、范围和强度变化对海洋生态系统、渔业和水产养殖等有重大影响。
图4 ENSO事件诱发的印度洋-太平洋海洋电容器效应(IPOC)示意图注:(a)ENSO发展年的冬季,厄尔尼诺引起的大气环流异常在南印度洋激发了海洋下沉Rossby波;(b)春季下沉的Rossby波造成南印度洋增温,诱发南北半球不对称的大气环流异常,并引起印度洋洋盆尺度增温;(c)夏季印度洋增温在太平洋激发赤道Kelvin波以及西北太平洋PJ模态。引自Xie et al.[53]。
1970年以来,西北太平洋140°E以西形成的强热带气旋的比例增加了16%~20%,频率几乎翻倍,最近二十年(1998—2015年)东亚沿海地区强热带气旋的产生数量明显增加[64]。1961年以来,西北太平洋热带气旋生命期的最大强度年平均呈现增加趋势,1980年以后尤其显著(中等信度);同时,强热带气旋的纬度极向扩展,西北太平洋热带气旋达到最大强度的位置向北移动[64-65],导致强台风登陆日本、朝鲜半岛和中国东部地区和登陆热带气旋平均强度增加[66],特别是1977年以来,登陆东亚和东南亚的台风强度增加了12%~15%,其中4~5级台风个数翻了一倍(中等信度)[67](图5)。海洋增暖对热带气旋活动的变化一直受到关注,未来强热带气旋的强度可能会增加,但其个数可能不变或更少(证据量中等,一致性低)[27]。总的来说,西太平洋热带气旋频次、强度、路径和登陆台风频数发生了变化,但关于内部变率和气候变暖对热带气旋长期变化趋势的贡献还无定论,对登陆中国强台风的地点、强度及频率变化及其对中国气候的影响研究仍不足。
海洋热浪(MHW)指海洋表面长时间的异常高温现象,空间范围可达数百km[68],向下深处可延伸数百m[69],可持续几天到几个月[70],能对自然生态系统造成毁灭性和持续性影响[70-71]。自1982年以来,全球MHW的频率很可能翻了1倍,且持续时间更长,强度和范围也在增加[60, 72]。最近几十年来,大部分地区上层海洋的增暖很可能与人类活动排放温室气体有关,这表明MHW频次的增加可归因于人类活动的影响(证据量中等,一致性高)。1982—2010年,全球38%的沿岸地区极端高温热浪变得更为普遍[73];2016年8月中国近海出现破纪录的极端高海温,东中国海海域SST的28.5 ℃和30 ℃等值线伸到36° N 和 32° N,为1980年以来的最北纬度[74];并且,2017年和2018年继续出现海洋热浪[75]。
在未来全球变暖背景下,MHW的频率和强度很可能会增加[3, 60, 72, 76]。模拟表明,21世纪末,全球升温3.5 ℃的情景下,全球MHW出现的平均概率将达到工业化前水平的41倍(不同模式范围:36~45倍),热浪的空间范围将增加21倍,持续时间将达112 d,最大强度将增至2.5 ℃(高信度)[72]。全球气候持续变暖影响使得MHW的频次、范围、强度和持续时间增加(证据量充分,一致性高),未来海洋热浪增加的可能性也较肯定,但增幅数值大小需要进一步研究。对中国近海地区海洋热MHW变化及其影响的研究较少,需要加强。
文章来源:《海洋工程》 网址: http://www.hygczz.cn/qikandaodu/2021/0315/606.html