TS.5.2 针对21世纪的大尺度预估

本节内容包括在认识全球尺度气候预估和将影响21世纪的大尺度型态方面所取得的进展。TS.5.3将更具体地讨论区域尺度的变化。

21世纪末(2090–2099年)全球平均地表变暖的预估依赖排放情景，实际的变暖将受到实际发生的显著影响。表TS.6表示与1980至1999年相比6个SRES情景^[11]稳定在2000年浓度水平上给出的最佳变暖估值和相应的可能区间。这些结论基于AOGCM模式，观测的局限以及其它量化模式响应区间的方法(见图TS.27)。结合多种依据为产生的各种区间分别赋予可能性等级，这是自TAR以来的一个重要进展。{10.5}

2090–2099期间预估的变暖

图TS.27. (上图)与1980到1999期间相比，在不同而且相互独立的模式结果基础上六个SRES标志情景预估的全球平均温度在2090到2099年期间的变化。黑色水平实线和灰柱分别表示多模式AOGCM平均负40%到正60%的区间。根据耦合碳循环气候模式项目(C4MIP)的模式(深蓝交叉线)的A2情景对碳循环不确定性作了估测，同时利用EMIC(浅蓝色标识)对所有标志情景的碳循环不确定性作了估测。其它符号表示单独的研究(具体的模式详见图10.29)。(底部)六个SRES标志情景2090至2099年 (与1980–1999年相比)的预估全球平均海平面上升及其组成部分。不确定性表示的是5-95%的区间，根据模式结果的离散度，但不包括碳循环的不确定性。通过改变AOGCM结果的尺度和通过估算由于温度变化造成的陆地冰变化的方式反演贡献率(详见附件10.A)。各贡献叠加起来求出总体海平面上升率，但不包括冰盖动力不平衡做出的贡献，因为目前认识水平尚无法给出最佳估值。{图 10.29和10.33}。

评估的不确定性区间比TAR给出的区间大，因为考虑到更完整的模式和各种气候-碳循环反馈。变暖将降低陆地和海洋对大气CO2的吸收，从而增加了留在大气的人为排放部分。以A2情景为例，由于CO2反馈，2100年相应的全球平均温度变暖上升了1°C。{7.3, 10.5}

如表TS.6所示，到21世纪末(2090到2099年)与1980到1999期间相比六个SRES标志情景预估的全球平均海平面上升情况，根据模式结果的5%至95% 的离散度区间给出。热膨胀对每个情景的最佳估值的贡献率是70-75%。第三次评估报告以后的一个进展是利用了AOGCM评估海洋热吸收和热膨胀。与第三次评估报告中使用的简单模式相比预估值有所降低。除B1以外的所有SRES标志情景的海平面平均上升幅度很有可能超过1961到2003年期间的平均值(1.8 ±0.5毫米/年)。作为一个平均模式，情景在海平面上升的离散度到本世纪中叶仅为0.02米，但是到本世纪末则是0.15米。这些范围不包括碳循环反馈和冰流过程的不确定性，因为缺乏公开发表的文献基础。{10.6, 10.7}

对于每个情景，此处给出的区间中值处在TAR中2090–2099年的模式均值的10%之内，同时注意到TAR是针对2100年预估，而本报告则是针对2090–2099年预估。这些预估的不确定性比TAR的小，原因是：假定陆冰模式的不确定性不依赖于温度预估和膨胀预估的不确定性；改进后的对冰川近期质量损失的观测提供了更好的观测限值；以及本报告给出的不确定性区间处于5%到95%之间，相当于±1.65标准偏差，而第三次评估报告不确定性的标准偏差是±2。如果第三次评估报告采用同样方式处理不确定性，它预估的海平面区间则会与本报告的差不多。{10.6, 10.7}

冰雪圈的变化将继续影响21世纪的海平面的上升。预估冰川、冰帽和格陵兰冰盖在21世纪会有冰物质的损失，因为融化加速将会超过降雪的增加。目前的模式显示南极冰盖保持着寒冷状态，不会出现普遍融化，因而在未来通过降雪增加仍可能增加冰盖的冰物质，因而起到降低海平面上升的作用。然而，冰动力过程的变化能够增加格陵兰和南极对21世纪海平面上升的贡献。近期对格陵兰一些冰川溢出的观测给出了强有力的证据，当冰架消失，溢流会加强。针对格陵兰中西部观测到冰流的率季节性变化和与夏季温度变化的相关性表明表层融化水可能会加入沿次冰川路经形成的排冰系统，起到冰流润滑作用，增加了海平面的贡献。通过这两种机制，21世纪冰盖表面融化的加强可能加速冰流及其溢出，进而增加对海平面的贡献。在南极西部的某些地区近期发生冰流大幅加速，可能是由于海洋变暖致使冰架变薄所致。虽然这未正式归因于由于温室气体造成的人为气候变化，但是表明未来的变暖可能造成冰物质的损失会更快。目前尚不能够做出有把握的量化预估。如果近期观测到的格陵兰冰盖和南极冰盖的冰溢流速率增加与全球平均温度变化保持线性增长，那么这将会把海平面上升的上限提高0.1到0.2m。对这些效应的认识非常有限，不足以评估其可能性或给出最佳估值。{4.6, 10.6}

TAR预估中的许多全球和区域温度和降水型态在新一代模式和集合结果中仍然存在(见图TS.28)。这些型态的确凿程度有所提高，因为这些型态在很大程度上没有改变，而是模式的总体模拟能力得到了改进(框TS.7)。这加大了这些模式在气候系统变暖情况下体现基本物理限度的信度。{8.3–8.5, 10.3, 11.2–11.9}

预估的21世纪温度变化在任何地方都为正值。陆地和冬季北半球大部分高纬地区的变化最大，从沿海扩大到内陆。在其它地理相似地区，最典型的是，变暖幅度在干旱地区要比在潮湿地区大。{10.3, 11.2–11.9}

相反，南部海洋和部分北大西洋地区变暖幅度最小。预估温度将升高，包括北大西洋和欧洲地区，尽管在大多数模式预估经向反转环流会放缓，原因是温室气体增加造成更大的影响。大气区域平均温度变化的预估型态显示热带对流层上部变暖幅度最大，平流层冷却。预计进一步的海洋区域平均变暖首先发生在近地表层和北半球中纬度地区，变暖逐渐到达海洋内部，最明显是在高纬地区，那里的垂直混合率最高。按平均变暖平滑的纬向平均场与检验的情景非常相似。(见图TS.28)。{10.3}

地表温度预估

图TS.28. 与1980至1999年相比21世纪早期和晚期表面温度的变化。中间和右边的图板显示2020到2029年期间(中部)和2090到2099年期间(右边)两个十年SRES B1(上部)， A1B(中部)和A2(底部)情景AOGCM多模式平均预测(°C)。左边图板显示了相应不确定性以作为几个不同AOGCM和EMIC研究对同一时期估测全球平均变暖的相对概率。某些研究仅仅提出了SRES情景的子集或者几个模式版本的结论。因此左边图板显示的曲线数量的差异的原因仅仅是由于获得的结果数量不同造成的。{根据图 10.8 和 10.28改编}

21世纪大西洋MOC很可能将放缓。到2100年，对于SRES A1B排放情景。多模式结果显示平均放缓25%(区间从零到50%)预估大西洋地区的温度将上升，尽管此类变化是因为与温室气体预估的上升造成的较大变暖。大西洋MOC预估放缓的原因是高纬度温度上升和降水增加的双重影响，这将降低北大西洋表面水体的密度。这可能导致拉布拉多海在形成水方面的显著下降。几乎没有AOGCM的研究包括了格陵兰冰盖融化产生更多淡水所带来的影响，但是那些具备此类研究的模式却表明这不会导致MOC完全中断。综上所述，MOC很可能放缓，但是MOC很不可能在21世纪出现大幅度突变。对MOC长期变化的评估信度不高。{8.7,10.3}

模式显示21世纪期间海平面上升在地理分布上将不统一。A1B情景下的2070至2099年AOGCM的空间中间标准偏差为0.08米，约为全球平均海平面上升中间估值的25%。未来海平面变化的地理型态主要是由于海洋热量和盐度分布的变化进而改变海洋环流引起的。预估的型态显示模式间的相似性比TAR中的要大。共同的特征是南半球海洋的海平面上升比平均值偏低，北冰洋海平面上升大于平均值，而明显的南大西洋和印度洋海平面上升的海域显得狭窄。{10.6}

与TAR相比，对极值变化(如热浪频率)的预估得到更好的量化，因为模式得到改善以及基于多模式集合能对模式离散度做出更好的评估。TAR的结论是极端温度有增加的风险，未来气候的热极端事件更多。该结论在近期更多的研究中得到证实和发展。预估未来温度极值将随着世界大部分地区平均温度的升高而增加，但地表特征(如积雪或土壤湿度)发生变化的地方除外。根据三种情景14种模式的模拟结果，多模式分析调查了极端季节(12-2月和6-8月)温度，此处的“极值”定义是指高于20世纪模拟温度分布的95个百分点。到21世纪末，预估的极端暖季概率在很多热带地区上升高于90%，而其它地区达到约40%。近期若干研究着手未来热浪可能的变化，研究发现在未来的气候条件下，预估热浪强度增大，持续时间更长，发生频率更高。根据一个9要素多模式集合，模拟的热浪在20世纪后半叶持续增多，预估在全球范围的大部分地区热浪天气将继续增加。{8.5, 10.3}

在未来偏暖的气候条件下，模式预估了与目前北半球冬季大部分地区相比冷空气爆发的频率会减少50-100%。9要素多模式集合的结果显示从20世纪一直到21世纪在大多数地区模拟的霜冻天数会减少。作物生长季节的长度与霜冻天数有关，预估该生长期在未来气候条件将会延长。{10.3, FAQ 10.1}

预估积雪会减少。预估解冻深度普遍增加的地区发生在大多数多年冻土区。{10.3}

在几个不同的情景下(SRES A1B, A2和B1)，预估到21世纪末北冰洋大部分不会有终年的冰盖。北极海冰对变暖很敏感。虽然预估冬季海冰面积变化属于中等，但在A2情景下某些模式预估夏末海冰将在21世纪末几乎完全消失。由于气候系统的若干正反馈会使这种下降趋势加速。冰的反照率反馈可以使无冰水域在夏季接收到来自太阳更多的热，海冰的隔热效应降低，而海洋向北极热输送的增加会进一步减少冰盖。模式模拟显示夏季末海洋冰盖大幅减少，通常它们在相同时间尺度上随着全球变暖而不断变化。预估南极海冰面积将在21世纪减少。{8.6, 10.3, 框10.1}

预估海平面气压在副热带和中纬度地区增大，在与Hadley环流和环形模态变化(NAM/NAO和SAM，见框TS.2)有关的高纬度地区海平面气压会下降。很多模式对NAM/NAO的正趋势和SAM指数作了预估。预估增幅通常对SAM普遍偏高，而且在模式间的离散度却很大。由于这些变化，预估风暴移动路径为极地方向的走势，在热带地区之外的风、降水和温度类型发生相应的变化，继续呈现出在过去半个世纪中观测到那种宽泛趋势的模态。一些研究显示中纬地区的风暴减少。还有迹象表明与不断变化的风暴路径和环流相关的浪高极值也将发生变化。{3.6, 10.3}

大多数模式显示，中部和东部太平洋赤道SST比西部太平洋赤道附近的SST偏高，因此造成降水平均东移。所有模式预估ENSO年际变率将持续，虽然因模式不同而不一。模式间关于厄尔尼诺振幅变化的预估存在差异，而且模式中厄尔尼诺内在百年尺度的变率排除了对ENSO变率趋势的明确预估。{10.3}

利用改进的分辨率从100公里提高到20公里的全球模式开展的近期研究显示未来热带气旋(台风和飓风)数量和强度的变化。最新的模式综合结果表明在未来气候变暖的情况下未来热带气旋的最高风力强度、平均和最高降水强度均会增加，相对偏弱的飓风数量有可能减少而强飓风的数量可能增加。然而，预估全球热带气旋的总数量会下降。自1970年以来某些地区明显观测到的甚高强度的飓风比例的增加属于同一个发展方向，但是比理论模式预测的强度高很多。{10.3, 8.5, 3.8}

自TAR以来对预估的降水型态的认识不断提高。降水量的增加很有可能发生在高纬地区，而大部分亚热带陆地地区有可能减少(A1B情景中2100年减少约20%)。预估朝极地方向纬度达到50°度的地区平均降水会增加，因为大气中水蒸汽增加，从而造成来自低纬度的水汽输送的增加。往赤道方向移动，在亚热带(纬度20°-40°)降水呈大幅度减少的过渡趋势。由于从亚热带输送的水蒸汽增加而亚热带高压系统向极地方向延伸，因此亚热带高纬度边缘地区的干燥少雨的趋势尤为明显(见图TS.30)。{8.3,10.3,11.2-11.9}

模式显示平均降水量的变化(甚至在证据确凿的地方)其增加幅度将大于自然变率，但比温度信号的上升速度慢。{10.3, 11.1}

现有的研究显示很多地区日暴雨事件有增多的趋势，包括那些预估平均降雨量会下降的地区。对于后者，降雨的减少通常是指降雨日数的减少，而不是雨的强度。{ 11.2–11 .9}