PDF《青藏高原气候变暖是温室气体排放加剧结果 的新证据》

3 个季节平均值(0.23℃/10 a) 的两倍. Zhai和Pan[11] 最近的研究结果也表明,

1980 年 代中期以来中国大多数地区夜间气温偏高的频率明 显增加. 图2(a)是64 个测站平均的年平均气温和气温日 较差距平的时间演变. 高原气温上升和气温日较差 减小的特征在这里表现的更为明显, 它们的线性变化 率分别为 0.28℃/10 a和?0.19℃/10 a, 而且都是

1990 年代的变化幅度最大. 欧洲中期数值预报中心的 ERA40 再分析资料[12] 中, 高原中、东部(85~105°E, 27.5~37.5°N范围内所有格点的平均)的平均地面气温 的年际变率与观测非常吻合(相关系数为 0.89, 超过 99%的信度检验), 但其增温幅度却只有 0.10℃/

10 a, 远低于实际观测值. 这可能该地区参与到资料同 化方案中的测站很少有关[13] . 不过, ERA40 和观测的 年平均气温都是在

1986 年前后发生快变(本文所提及 的气候快变都由滑动t检验方法算得并通过了 95%信度 检验). 但在NCEP再分析资料[14] 中, 年平均气温的年 际变率却与观测有较大的出入(二者相关系数只有 0.21, 未达到 90%信度水平). 在整个分析时段中甚至 出现变冷的趋势, 说明至少在高原地区NCEP再分析 资料的质量不如ERA40. 另外, 图2(b)中还可看出北半球副热带地区平均 的气候趋势与高原地区基本一致, 显著的气候快变 都出现在

1980 年代中期. 但对整个北半球而言, 气 候快年却出现在

1976 年, 大约较高原和北半球副热 带早

10 年. 因此, 全球地面气温的变化幅度除了随 地域不同而不同外[15] , 还随纬度变化存在着明显的 阶段性差异. 对于气象站稀少的高原西部地区,狮泉河(80°05'

E, 32°30'

N, 海拔

4278 m)的气候也在明显变暖, 并且气温日较差也在明显减小, 二者的线性变化率 分别为 0.30 和?0.30 ℃/10 a). 高原高层大气没有与地面资料时间和空间范围 相当的观测资料, 考虑到从年际变率和年代际变化 图21961~2003 年地面气温和气温日较差距平的时间演变 (a) 高原中、东部地区;

(b) 北半球和北半球副热带地区. 红色、蓝色、黄色曲线分别为气象站观测, ERA40, 以及 NCEP 再分析资料. 绿色曲线则表 示观测的高原中、东部地区气温日较差的时间演变. 图2(b)中的紫色和青色曲线分别表示北半球副热带和整个北半球平均的地面气温演变曲线. 图 中实线表示性变化趋势, 竖虚线则是气候快变发生的年份

990 www.scichina.com 快讯第51 卷第8期2006 年4月趋势来看, ERA40 资料与高原地区地面实际观测相比 基本都能接受. 本文用 ERA40 资料来定性检测高原 上空高层大气的气候变化信号. 图3表明高原中、东部地区对流层顶附近也于

1980 年代中期开始变暖, 而高原上空平流层低层却 呈现相反的变冷的趋势. 至于强烈的地面气候变暖 与对流层顶附近气温上升以及平流层低层气温下降 三者之间的联系, 可以用大气环流对青藏高原地面 边界层强烈加热[16] 的热力适应以及过流理论[17] 来解释. 图31961~2003 年标准化的高原中、东部地区高层大气 的ERA40 气温时间序列. 实线和虚线分别代表

150 a 和50 hPa 的情况 气温日较差的减小, 对流层高层增温以及平流 层低层变冷被认为是温室气体加剧引起的气候变暖 的重要特征[15] . Zhao等[18] 综合国内外的研究成果后 指出,