我国科学家提出气候变化研究新理论 预测本世纪末全球升温或达3—5℃

问题——“升温到底会有多高”仍是气候科学与治理的核心命题。围绕二氧化碳浓度增加一倍时全球平均地表温度可能上升多少该关键指标,国际学界长期以气候敏感度估算为主要抓手,但不同模型、不同假设导致结果分散,给风险评估与政策制定带来难点。马建等科研人员近日施普林格·自然集团期刊《npj气候与大气科学》连续发表两篇论文,从海洋表面增暖的空间型态及云对辐射的反馈机制切入,提出可用于减少不确定性的理论新框架。依据其测算,本世纪末全球平均地表温度可能上升3—5℃,同时将不确定性相对压缩约33%。 原因——“海洋怎么暖、云怎么变”是影响估算分歧的关键环节。研究人员指出,全球变暖背景下海洋表面升温并非均匀铺开,而是呈现区域性“冷暖相间”的格局,即“海表增暖型”。这种空间格局会牵动大气环流、水汽输送、云量与云的微物理过程,并更影响辐射收支与能量再分配,最终反馈到地表温度变化幅度上。,云辐射反馈被认为是决定未来升温上限的重要不确定来源之一:云的高度、厚度、覆盖率变化,会改变太阳短波反射与地球长波辐射逸散,放大或抑制增暖趋势。上述两类机制相互耦合,使得未来升温幅度的估算对“海温型态如何形成、云反馈如何被约束”高度敏感。 在今年1月发表的论文中,研究团队聚焦南太平洋海表温度与风场变化的成因,提出“单半球海气相互作用”可能在塑造南太平洋海表增暖型上发挥更突出作用,从而对国际学界较为普遍强调的跨赤道反馈主导假设形成补充与修正。研究认为,风场改变可通过蒸发等过程影响海表热量收支,进而塑造局地相对冷却或增暖带,并对更大尺度环流和云的分布产生连锁影响。马建介绍,早期南太平洋副热带区域发现的相对冷却现象,推动团队持续追踪“风—蒸发—海温”之间的耦合机制,后续也被多项国际研究所验证,蒸发冷却被认为是影响海表增暖型的重要过程之一。 影响——升温区间指向更高风险的极端事件概率。研究人员表示——若升温达到3—5℃量级——意味着热浪、强降雨与洪涝、干旱、台风强度变化以及冷暖异常波动等极端事件发生的频次与影响范围可能上升,公共卫生、粮食安全、沿海基础设施与生态系统将面临更大压力。尤其对岛屿与沿海地区而言,海洋增暖叠加海平面上升、风暴潮风险,会显著抬升综合灾害损失。与此同时,不确定性的收敛并不等同于风险降低,反而提示各方需要在更“可量化”的风险边界内加快行动。 对策——以更强观测、更好模型、更稳合作应对“变暖放大器”。业内人士指出,降低气候预估不确定性,需要将海气相互作用与云过程的观测、理论和模式三上合力推进:一是加强关键海域长期连续观测,完善海表温度、风速、蒸发通量、云宏微观结构与辐射通量等数据链;二是推动气候模式云参数化、边界层过程与海气耦合机制上的改进,提升对海表增暖型的再现能力;三是减缓与适应两端同步发力,强化能源转型、提高基础设施韧性与灾害预警能力。马建认为,全球气候治理需要稳定的国际协作预期,但近期一些国家在气候机构设置与政策取向上的调整,可能对国际合作氛围与科研协同造成扰动,进一步凸显多边机制与科学共识的重要性。 前景——新框架有望成为约束未来升温的重要工具。受访科研人员表示,海表增暖型与云辐射反馈的耦合研究,是连接“区域海洋变化”与“全球温度响应”的关键桥梁。随着观测资料积累与模式迭代,该理论范式有望为不同排放情景下的升温预估提供更稳健的物理约束,也为区域灾害风险评估与适应策略制定提供更精细的科学依据。未来研究还需在多海盆相互作用、热带—中高纬遥对应的、以及云反馈的区域差异诸上进一步验证与拓展,以形成可被更广泛检验的预测体系。

气候变化不会因主观意愿而停下脚步,科学研究不断提醒我们:风险正在累积。我国科学家在涉及的领域提出的新思路,为理解未来升温幅度、缩小预测分歧提供了重要参考。面对不断上升的气候风险,各国更需要在共同目标与科学共识基础上保持合作,把减排与适应措施落到实处,为未来争取更安全的气候空间。