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开云app下载 地球表象的蝴蝶效应疆域仍是面容一新,科学家们给出了系统性凭据
发布日期:2026-02-16 10:17    点击次数:79

开云app下载 地球表象的蝴蝶效应疆域仍是面容一新,科学家们给出了系统性凭据

2015 年末的那场超等厄尔尼诺事件,许多东谈主于今水流花落。那一年冬天,加利福尼亚恭候已久的暴雨终于驾临,而东非却遭受严重洪灾,印度尼西亚的失火浓烟富有了整个这个词东南亚......

东谈主们对这类场面仍是习觉得常,赤谈太平洋一打喷嚏,沉除外就会伤风。这种杰出大洋和大陆的表象 “牵一发而动全身” 的效应,气象学界称之为遥相干(teleconnection)。以前一个多世纪以来,科学家一直在绘图和期骗这张联动舆图,用它来作念季节性预告、评估农业风险、研讨水资源疗养。

2026 年 1 月,发表在《地球物理商榷快报》(Geophysical Research Letters)上的一项商榷败露,这张舆图自己正在发生变化,况且变化的幅度仍是超出了表象系统当然波动所能解说的限制。

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论文的作家团队来自哈佛大学和法国索邦大学。第一作家 Eran Vos 来自巴黎能源气象实验室(Laboratoire de Météorologie Dynamique),另外两位合著者 Peter Huybers 和 Eli Tziperman 是哈佛大学地球与行星科学系的表象学家,后者永恒从事 ENSO(El Niño-Southern Oscillation,厄尔尼诺-南边涛动)和大气海洋耦合能源学的表面商榷。

地球表象系统中存在几种反复出现的大方法回荡模态,它们是表象变率的主旋律。除了 ENSO,还有 NAO(North Atlantic Oscillation,北大泰西涛动)、SAM(Southern Annular Mode,南半球环状模态)、IOD(Indian Ocean Dipole,印度洋偶极子)和 PDO(Pacific Decadal Oscillation,太平洋年代际涛动)。这些回荡通过大气罗斯贝波(Rossby wave)等机制,把能量和信息从一个区域传递到另一个远方的区域,赤谈太平洋变暖能影响澳大利亚的降水,北大泰西的气压特殊能左右欧洲的穷冬暖冬。这些联动关系并非完全固定,但永恒以来,它们被视为表象系统的内禀特征,在可料念念的时辰方法上粗略安稳。Vos 等东谈主挑战的恰是这个假定。

商榷的要道论分两步走。第一步是构建 “协方差指纹”(covariance fingerprinting)。作念法是:贪图大家各网格点之间月均温度特殊的协方差矩阵,永诀针对 1960 至 1990 年和 1990 至 2020 年两个三十年窗口,相比两者的相反。这个相反便是遥相干风物的变化量。然后把不雅测到的变化投影到 CESM2(Community Earth System Model Version 2,第二版社区地球系统风物)大型聚拢模拟中、由温室气体等东谈主为免强驱动的协方差变化风物上。当作对照,他们从并吞风物的永恒升天来源中立时抽取 1000 对三十年窗口,贪图隧谈由当然变率产生的协方差变化。

扫尾相等明晰:团队不雅测到的协方差指纹值强大于当然变率所能产生的一起 1000 次模拟值。也便是说,以前六十年间大家遥相干式样的窜改,用当然波动来解说是说欠亨的。

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第二步是多元线性转头分析。商榷团队逐网格点推行五种表象模态各自遥相干效应在两个时段之间的相反,并评估这些相反相干于当然变率的统计显耀性。在 95% 显耀性水平下,大家约 28% 的网格点出现了与 GMST(Global Mean Surface Temperature,大家平均名义温度)相干的显耀遥相干变化,ENSO 和 IOD 永诀影响了约 20% 和 15% 的网格点,PDO 接近 10%。NAO 和 SAM 的变化比例只好 3.4% 和 4.0%,接近立时预期,不外这更可能响应刻下表象风物对这两种模态的模拟精度不及,而非它们确实莫得受到影响。

落到具体区域,几个变化尤其值得温雅。ENSO 对澳大利亚温度的遥相干在近三十年显耀增强,意味着厄尔尼诺发生时,开云app澳大利亚的温度升幅比以前更大。同期,ENSO 对东北非洲的影响发生了瑰丽回转,以前厄尔尼诺年份这里倾向于升温,当今反而降温。

访佛的回转也出当今南亚和西欧。IOD 方面,其在澳大利亚、非洲、亚洲和中东的遥相干幅度和空间结构均发生变化。PDO 的遥相干在西欧和北好意思东部相通出现了瑰丽翻转。

那么变化的根源在那儿?是各回荡模态自己变强了或变弱了,照旧传导效应的大气 “介质” 变了?商榷团队对此作念了成心调查,发现除了 GMST 的方差因增温加快而增大除外,其他模态在两个时段之间的方差基本不变。

这评释遥相干的窜改并非源自回荡信号自己的变化,而是因为大家变暖重塑了大气环流的基本情状,窜改了罗斯贝波等大气扰动的传播旅途和遵循。打个不太精准的比喻:播送电台的放射功率没变,

但电波传播的电离层要求变了,是以各地收到的信号强弱和明晰度皆跟以前不一样了。

期骗 CESM2 在 RCP 8.5(Representative Concentration Pathway 8.5,代表性浓度旅途 8.5,即高排放情景)下的畴昔投影,商榷团队也调查了 2070 至 2100 年的遥相干图景。ENSO 遥相干在澳大利亚和南好意思北部将进一步增强,但在好意思洲其他大部分地区趋于收缩或窜改标的。NAO 对欧洲月温的影响将收缩,PDO 在北太平洋的偶极结构将加强,IOD 的局地影响以及对南亚和北非的遥相干将收缩。商榷团队也指出,RCP 8.5 是一个顶点排放情景,采取它是为了最大化信噪比,更暖热旅途下的遥相干变化还有待进一步商榷。

围绕遥相干变化的商榷其实仍是麇集了不少效果。2018 年 Yeh 等东谈主在《地球物理学挑剔》上综述过 ENSO 大气遥相干对温室气体免强的响应。2024 年 Beverley 等东谈主的商榷指出,ENSO 对欧洲的遥相干在大家变暖下展望将增强。McGregor 等东谈主 2022 年基于 CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,耦合风物相比指标第六阶段)风物聚拢的分析发现,粗略一半的遥相干区域在高排放情景下出现显耀变化,且盛大施展为历史遥相干的放大。Vos 等东谈主在要道上的股东在于:他们同期调查了五种主要模态,并初次将协方差矩阵层面的指纹检测应用于遥相干归因,使得“东谈主类行动窜改了大家遥相干式样”这一判断得到了更竣工的统计推行。

诚然,这项商榷也有其局限。领先,它只波及月均温度,莫得触及降水或顶点事件的遥相干变化,尔后者时常是对社会经济冲击更平直的方面。此外,商榷依赖单一表象风物 CESM2,而不同风物对遥相干的模拟相反很是大,这亦然 NAO 和 SAM 信号不显耀的可能原因之一。PDO 当作年代际回荡,在仅三十年的窗口内自己就难以得到庄重的方差臆想,这给转头分析带来了稀罕的省略情味。

不外,关于依赖季节性表象预告的行业,举例农业、保障、能源、水资源处罚等,这些统计数字值得高度温雅,因为它们标明,以前管用的指示章程,畴昔偶而不绝管用。厄尔尼诺来了之后那儿会干旱、那儿会洪涝,谜底可能正在发生漂移。基于历史数据建立的风险模子和预告决策,到了该再行体检的本领了。IPCC 第六次评估论述在 2021 年仍是判断,与 ENSO 遥相干变化关联的降水变率 “极有可能在区域方法上导致显耀窜改”。Vos 等东谈主的商榷,算是为这个判断补上了一块不雅测层面的拼图。

论文地址:https://doi.org/10.1029/2025GL119307