每日天气现在显示气候变化的指纹

现在,气候研究人员可以在全球范围的日常天气观测中检测到全球变暖的指纹。

2019年37.1月,犹他州的天气研究人员测量了美国34.78月(阿拉斯加除外)有记录以来的最低温度:-35°C(-31°F)。 先前十月份的低温记录是-XNUMX°C(-XNUMX°F),人们想知道气候变化发生了什么。

到目前为止,气候研究人员一直说气候与天气不是一回事。 从长远来看,气候是我们的期望,而从短期来看,天气是我们的期望。 由于当地的天气条件变化很大,尽管长期全球变暖,但在一个地方短时间内可能会很冷。 简而言之,当地天气的变化掩盖了全球气候的长期趋势。

每日天气现在显示气候变化的指纹26年2017月2日至2018年XNUMX月XNUMX日,北美地表温度:即使该地区非常寒冷,这也不意味着气候变化已经停止。 (图片来源:NASA地球观测站)

但是现在,由苏黎世联邦理工学院环境系统科学系教授Reto Knutti领导的小组对温度测量和模型进行了新的分析。 科学家得出结论,天气不是气候范式不再适用于这种形式。


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根据研究人员的说法,只要考虑到全球空间格局,他们就可以在日常天气数据(例如地表空气温度和湿度)中识别气候信号,即长期变暖趋势。

用简单的英语来说,这意味着尽管全球变暖,美国十月份的气温很可能创历史新低。 但是,如果同时比其他地区的平均温度高,则几乎完全消除了这种偏差。

克努蒂研究小组的博士后塞巴斯蒂安·西佩尔(Sebastian Sippel)说:“发现日常天气条件下的气候变化信号需要全球视野,而不是区域视野。”

Sippel和他的同事使用统计学习技术将模拟与气候模型和测量站的数据相结合。 统计学习技术可以从各个地区的温度以及预期的变暖和变率之比中提取出气候变化的“指纹”。 通过系统地评估模型模拟,他们可以在2012年春季以来的任何一天的全球测量数据中识别气候指纹。

对本地和全球每日平均温度的变化进行比较,可以看出全球视野为何重要。 尽管本地测得的每日平均温度可能波动很大(即使在去除季节性周期后也是如此),但全球每日平均值却显示出非常窄的范围。

每日天气现在显示出气候变化的指纹值。日均值在本地(左)和全局(右)的分布。 全球每日平均值显示出变暖的趋势。 (图片来源:Sippel等/自然气候变化)

如果研究人员将1951年至1980年的全球日均值分布与2009年至2018年的全球日均值分布进行比较,这两个分布(钟形曲线)几乎不会重叠。 因此,气候信号在全球值中很突出,但在局部值中却很模糊,因为这两个时期的每日平均值分布相当重叠。

这些发现可能对气候科学产生广泛的影响。 Knutti说:“全球天气传递有关气候的重要信息。” “例如,该信息可用于进一步研究,以量化极端天气事件(例如区域性寒潮)概率的变化。 这些研究基于模型计算,然后我们的方法可以在此类区域性寒潮期间的观测中提供气候变化指纹的全球背景。 在全球变暖的背景下,这为传播区域天气事件提供了新的机会。”

数据科学方法不仅使研究人员能够展示人类“指纹”的强度,而且还可以显示出在世界上哪些地方气候变化在早期特别明显和可识别。 这在水文循环中非常重要,在水文循环中,日复一日,年复一年都有很大的自然波动。

Knutti说:“因此,将来,我们应该能够找出其他更复杂的测量参数(如降水)中人为引起的模式和趋势,而这些参数很难用传统的统计数据进行检测。”

研究出现在 自然气候变化.

原始研究

作者简介

苏黎世联邦理工学院环境系统科学系教授Reto Knutti领导的小组。 包括主要作者塞巴斯蒂安·西佩尔(Sebastian Sippel)。

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