飓风与全球变暖关系的研究

飓风与全球变暖关系的研究

吴玉莹1,2，单帅杰1,3，应悦1,4，孟庆涛1,

引言

自工业革命以来，人类活动导致的二氧化碳排放量剧增。当大气中二氧化碳等温室气体含量增加后，更多的热量被截留在大气层内，导致地球气温增高。受此影响，全球平均表面温度自工业革命以来表现出显著的上升趋势。全球变暖会引起冰雪融化、冻土消融、海平面上升、极端天气频发等，这不仅会破坏全球的自然生态系统，而且威胁人类的生存。各国政府普遍重视全球变暖这一问题，并正在努力采取措施协同应对全球变暖。

1.1全球变暖趋缓的事实

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第5次评估报告指出，自19世纪中期有观测记录以来，全球年平均气温上升了0.8℃左右。然而，全球气温升温趋势在最近十几年明显减慢。英国气象学家Knight等最早于2009年提出这个问题，他们指出相对于1979~1998期间，全球地表温度增温速率在1999之后10年间明显偏低，此即全球变暖趋缓(停滞)现象。

多种来源的气温观测资料表明，全球表面温度上升趋势在1997~2013年间为，比近50年的趋势年要低得多，更低于IPCC第5次评估报告对变化趋势的估计。尽管全球气温增温速率存在一定不确定性，但从全球平均表面温度的角度看，全球变暖趋势出现了停滞。

尽管近十几年来全球表面温度增温速率趋缓，自20世纪50年代以来，观测到的气候系统中许多变化在几十年乃至上千年时间里都是前所未有的。例如，海冰和积雪仍在融化，海洋仍在净吸收热量，全球平均海平面仍在上升。诸多现象表明全球变暖的长期变化趋势没有完全停滞，最重要的是，全球表面温度仍然处于高位。例如，全球平均表面温度在2014年和2015年连续两次创下历史新高。

英国气象厅报告指出，观测资料和数值模拟结果都表明，类似的全球平均表面温度在一段时期内变化趋势接近于零的时期并非个例[7]，在过去的观测和对未来的预估中都有出现，大致每个世纪至少出现2次（例如上世纪的1900年代和1960年代）。因此，温度变化趋势停滞并非史无前例，而可能是一个暂时现象。

1.2全球变暖趋缓的原因分析目前，对全球平均表面温度变化停滞的原因解释主要有两种途径：第一，进入气候系统的净能量的变化；第二，气候系统中能量的再分配，特别是上层海洋和深层海洋之间的能量交换，这个过程可以暂时在表层以下隐藏变暖趋势。每当拉尼娜现象出现，全球大气会发生降温，从而改变、影响了全球变暖的趋势，在随后几年内使温度呈下降趋势，也就是说海洋的温度波动明显对应着全球增温的缓急。类似的，AMO也被认为与北半球年代际气候变化紧密相关。尽管受到外强迫的影响，大多数研究仍认为AMO是一种气候系统的自然变率,并且AMO对北半球平均温度多年代际变率具有预测意义，一定程度上解释了近期增暖减缓现象[8]。最近研究表明，AMO和PDO很大程度上能够解释北半球平均温度的自然变率，当前变暖趋缓现象其实是正位相的AMO和负位相的PDO协同作用的结果。利用数值试验，证实赤道中东太平洋(全球表面积的8%)的异常低海温对近十几年的全球平均地表温度增温趋缓起到重要作用。该研究结果表明，目前的增暖趋缓现象是气候自然变率的一部分，与太平洋拉尼娜型年代际变冷有关。热带地区拉尼娜型变冷显著地影响了北半球冬季热带外地区的气候变化，阿留申低压减弱，北美地区西北部变冷加剧，导致了全球变冷。

总体来说，全球变暖加速与变暖趋缓是气候驱动力相互作用的结果。由于自然变化是周期循环的，其长期平均的效应接近于零。自然因素造成的变冷在很大程度上抵消了气候变暖的趋势，这是导致近巧年变暖趋缓的关键因素。全球气候变暖趋势是真实的，但在此之上同时迭加了长周期(40~60年)和短周期(数年)的脉动[9]，即年代际尺度和年际尺度波动。这使得人类造成的气候变暖趋势曲线具有年代际变化的特征。所以，全球变暖是在冷暖波动中不断升温的。

2全球变暖与飓风活动的关系

在全球气候变化的背景下，热带气旋研究特别关注的海洋圈也发生着深刻的变化，包括海面温度升高、海冰面积减少、海平面上升以及盐度、波浪和海洋环流的变化。全球气候发生了变化，海洋上生成的热带气旋的发生频率、发生地点、强度、路径及其登陆地点也会发生相应的变化。台风异常活动是全球气候变暖的必然结果，还是台风年代际周期性变化的反映，成为当前争论的焦点。目前，利用气候模式模拟的全球台风年频数与实际观测的台风频数的相关系数通常介于0.15(JMA模式)至0.41(GFDL)，且因季节、海域和模式的不同而不同，其中西北太平洋和大西洋的相关系数相对较大。虽然目前尚不能证明全球变暖对台风频数有明显的影响，但是在全球变暖背景下，台风的强度及强台风频数有增加的趋势、海平面的上升、沿海地区对台风风暴潮的脆弱性增大，因而台风灾情将加重。然而，台风气候变化及其与全球变暖关系的许多方面仍不甚清楚，特别是台风气候的变化将对社会经济的各行各业产生怎样的影响及其风险防御对策等，远没有形成共识。为了提早防范全球变暖对台风活动及社会经济带来的可能风险，有关台风气候变化的观测研究和全球变暖对台风气候影响的数值模拟预测工作仍在继续深入。

3结论

在全球气候变化的背景下，过去25年中，纽约飓风的登陆强度呈下降趋势，多伦多飓风的陆上持续时间有增加的趋势，悉尼飓风的登陆频数有增加的趋势。这种变化趋势与全球变暖有关。

(1)全球气候变暖背景下，西北太平洋台风发生频数有明显的减少趋势，而登陆我国台风频数的减少趋势远弱于西北太平洋。各月西北太平洋台风发生频数以及登陆我国台风频数的趋势都有明显的差异。

(2)全球气候变暖背景下，登陆台风和西北太平洋台风的平均强度和极端强度均有减弱的趋势，前者的趋势强度也远小于后者。

(3)随着全球气候变暖，台风登陆位置有向中部移动的趋势;西北太平洋台风在生命史中强度达最强时的位置有向北移动的趋势。