[成果]全球院王开存教授揭示利用现有陆表气温数据集研究区域气候变化的误差
全球陆表气温数据集是气候变化研究的基石,这些数据集反映的全球陆表气温长期变化趋势是历次IPCC 评估报告的关键科学依据。这些数据的构建和更新主要由英国CRU 和美国GISS、GHCN 等几家科研机构垄断。早期气象观测仅进行日最低和最高气温观测,虽然近年来气温观测频次增加,但为了保持数据的均一性,上述全球数据集依然采用日最高和最低气温的均值(T2)来代表日平均气温。但按照定义,日平均气温应该是一天的平均气温,比如24小时气温观测值的平均(T24)。
王开存教授的前期研究指出,T2仅对气温日变化进行了2次采样,不能准确地反映地表特征变化对平均气温变化的影响,这导致利用T2来计算陆表气温的区域长期趋势会有±25%(一个标准差)的误差(详见: http://www.bnu.edu.cn/xzdt/53281.html )。在本研究中,王开存教授等人利用全球气象台站一天4次的定点气温观测,构建了1973年以来全球陆表平均气温数据集(T4)。发现由于T4对气温日变化进行了更高频率的采样,T4可以把T2在研究区域气候变化的上述误差降低2/3以上。
更为重要的是王开存教授等人通过对比T2和T4,发现T2倾向于高估1973-1997年间中高纬度地区的增温趋势。中高纬度异常增温趋势被历次IPCC报告认可,但目前学术界对产生这一异常增温的原因仍然存在较大的争议。全球气候模式(或地球系统模式)也无法重现这一现象。王开存等人的研究指出现有陆表数据集(T2)的误差可以部分解释了这一现象。
另外,T2高估了1973-1997年间中国地区的增温趋势,低估了美国地区的增温趋势。采用T4数据集,中美1973-1997年间的增温趋势从T2数据集的2.3倍降为1.4倍。这一研究结果对中国地区气候变化检测和归因具有重要的意义。
该研究结果已经被Nature出版集团Scientific Report期刊在线发表(doi:10.1038/srep12324),文章作者为王开存教授及其指导的2013级直博生周春略。该研究得到了科技部和国家自然科学基金委的支持。
论文全文见:Wang, K.C. and C. L. Zhou. Regional Contrasts of the Warming Rate over Land Significantly Depend on the Calculation Methods of Mean Air Temperature. Sci. Rep. 5, 12324; doi:10.1038/srep12324 (2015).
(全球变化与地球系统科学研究院)