作為全球氣候變化的敏感區，第三極地區的氣溫與降水時空差异性變化一直備受關注。未來氣候變化研究高度依賴國際耦合模式比較計畫（Coupled Model Intercomparison Project，CMIP）多模式數據，歷代CMIP資料評估結果已表明不同模式間存在較大差异，且在青藏高原存在冷偏差和濕偏差。印度季風與中緯度西風的協同作用，在第三極地區形成了氣候特徵差异顯著的季風區與西風區，對該區域氣候的類比精度很大程度上反映CMIP模式在第三極地區的可信度。最新發佈的CMIP6多模式數據能否再現第三極季風區與西風區降水與氣溫的分佈及變化特徵？在未來氣候變化情景下，第三極西風區和季風區降水和氣溫將呈現怎樣的變化？
基於以上問題，本研究選取第三極地區地面觀測相對密集的兩個典型區域-季風主導的青藏高原東南部（SETP）和西風主導的阿姆與錫爾河上游（UAS）（圖1），評估18個CMIP6模式歷史與未來的氣候輸出。相對於地面觀測網站數據，18個氣候模式總體能够再現兩個典型區域氣溫（圖2a）和降水（圖2b）的季節和空間分佈特徵。但CMIP5在高原上呈現的冷偏差和濕偏差在CMIP6中依然存在，並且多模式平均的冷偏差和濕偏差在季風主導的青藏高原東南部（冷偏差1.18℃，濕偏差119%）顯著高於西風主導的阿姆與錫爾河上游（冷偏差0.32℃，濕偏差46%）。偏差校正後的未來數據（2015–2100）顯示，在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下，青藏高原東南部、阿姆與錫爾河上游均顯著增溫，增溫幅度分別高於全球平均水準的34%–42%和40%–50%；但在遠未來（2050–2100），SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下，增溫幅度逐漸減緩；在SSP5-8.5情景下，增溫持續增强（圖3）。關於降水，在這三個情景下，兩個區域呈現總體變濕的態勢，但季風區變濕的强度顯著高於西風區的阿姆和錫爾河上游，並且存在季節差异；高原東南部增濕發生在夏季，阿姆與錫爾河變濕主要發生在冬季。第三極地區未來的暖濕化趨勢，可能會加劇區域（尤其在青藏高原東南部的夏季）冰崩、滑坡、泥石流、洪水等自然灾害風險。同時，在SSP5-8.5情景下的未來，阿姆與錫爾河的上游夏季將呈現變幹的態勢，加速該地區已存在的上下游季節用水衝突，為中亞地區國際流河流水資源管理帶來挑戰。
該研究成果近日以“Evaluation of Climate in CMIP6 Models over Two Third Pole Subregions with Contrasting Circulation Systems”為題，線上發表於《Journal of Climate》。我所博士生李穎為第一作者，蘇鳳閣研究員為通訊作者。本研究獲得第二次青藏高原綜合科學考察研究專項（2019QZKK0201，2019QZKK020705）和國家自然科學基金專案（41988101，41871057）資助。
論文連結：https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0214.1
圖1研究區概況
黑色實線和虛線區域分別代表印度季風主導的青藏高原東南部（SETP）和西風主導的阿姆與錫爾河上游（UAS），紅色、藍色點分別代表兩個區域的地面觀測網站分佈。
圖2a基於地面觀測和18個CMIP6模式在青藏高原東南部（SETP，1961–2014）和阿姆河與錫爾河上游（UAS，1961–1990）的歷史時期多年月平均氣溫分佈
圖2b基於地面觀測和18個CMIP6模式在青藏高原東南部（SETP，1961–2014）和阿姆河與錫爾河上游（UAS，1961–1990）的歷史時期多年月平均降水分佈。
圖3青藏高原東南部（左）和阿姆與錫爾河上游（右）的歷史與未來氣溫（上）和降水（下）年變化序列。陰影部分為一倍標準差。