有偏见的气候预测 亚非季风区未来降水增加被高估

研究发现，最新的气候模式普遍高估了亚非季风区未来降水的变化。修正后，未来亚非季风区的预测平均降水增加量仅为原结果的70%，减少量最大的是西非季风区，约为原结果的49%。

未来的气候会是怎样的？超级计算机对气候模型的预测会告诉我们答案。但是这些气候模型的预测就一定准确吗？

答案是：原结果有偏差，实际应用需要修正。《自然通讯》年5月10日发表的一项研究表明，最新的气候模型明显高估了未来亚非季风区夏季降水和径流总量的增加。

“通过一种基于观测和物理的新约束方法，我们有效地修正了最新气候模型预测的结果。经过修正后，亚非季风区的区域平均降水量增幅只有原来结果的70%。”论文作者、lasg(以下简称中科院大气物理研究所)研究员周天军告诉科技日报记者。

对温室气体的高度敏感导致偏差。

亚非季风系统是全球季风系统的重要组成部分，包括东亚季风、南亚季风和西非季风。亚非季风区数十亿人口的水资源来自夏季季风降水。未来亚非季风的变化将对水资源和粮食产量产生重大影响。

“因此，准确预测亚非季风区的降水变化对于开展气候变化影响和适应评估以及制定减缓战略至关重要。”周天军说。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告指出，在不同的排放情景下，未来亚非季风区的降水将普遍增加，但结果不确定。

“IPCC第六次评估报告的结论是基于第六次耦合模型比较计划(CMIP 6)的最新气候模型。估计结果不确定的原因是，这些最新的气候模型中有许多存在对温室气体高度敏感和模拟温度变化“过热”等问题。这种‘过热’偏差将导致对未来气候变化风险的高估。”周天军坦言。

为解决这一问题，IPCC第六次评估报告提出了一种有效的全球平均气温等气候因素预测的修正方法。然而，在区域尺度上，目前还没有统一有效的方法来解决最新气候模型因对温室气体高度敏感而产生的偏差。

在此背景下，中国科学院大气物理研究所研究团队开发了一种基于观测数据和物理联系的名为“突现约束”的修正方法，有效地修正了最新的气候模式预测结果，从而给出更加准确的预测结果。

变暖的空间不均匀性联系着历史和未来。

那么，研究者如何判断“突现约束”方法的预测更准确呢？

周天军解释说，“紧急约束”方法的基本思想是将多个大样本气候模型对未来气候变化预测的偏差与其在历史气候模拟上的表现结合起来，找出它们之间的关系，这种关系需要有明确的物理内涵；然后利用观测数据寻找历史表现的最佳拟合点，最终可以给出更准确的预测结果。

“就像有人要开信用卡透支未来一样，银行首先要看他过去的信誉。只要客户群体的样本数量足够大，作为管理者的银行总能找到一些最佳指标，根据客户群体的历史表现来判断未来谁是可信的优质客户。”周天军说，在“突现约束”方法中，链接历史和未来的指标是增温的空间不均匀性，通过影响半球间的热力差异来影响季风环流，最终影响降水。

研究发现，最新的气候模式普遍高估了亚非季风区未来降水的变化。修正后，未来亚非季风区的预测平均降水增加量仅为原结果的70%，减少量最大的是西非季风区，约为原结果的49%。同时，基于降水与径流总量的关系，发现未来径流总量显著增加的亚非季风区面积仅占原来结果的66%。

周天军说，这项研究表明，在人们关注的高碳排放和中碳排放强度两种情景下，虽然未来亚非季风区降水会增加，但增加的幅度没有之前估计的那么大；同时，观测记录表明，亚非季风区许多地区的降水在过去几十年中一直在减少，预测的未来降水增加量的减少也为这些地区的水资源管理提出了新的问题。