Évolution de la moyenne mondiale et schémas de changement de la température de surface et des précipitations pendant le CO2 périodes de montée et de descente. (a) La moyenne mobile sur 21 ans du CO2 atmosphérique concentration (vert) et les changements moyens annuels de la température de surface moyenne mondiale (rouge) et des précipitations (bleu) dans le CO2 expérience de montée/descente en rampe. La ligne verticale pointillée indique l'année 140, lorsque le CO2 pics de concentration. Les deux bandes grises couvrant les années 62 à 81 et 237 à 256 indiquent les deux tranches temporelles représentatives d'un réchauffement global moyen de 2 °C pendant la montée et la descente. Changements des précipitations tropicales (b, c) et des composantes thermodynamiques (d, e) et dynamiques (f, g) dans les tranches temporelles de réchauffement de 2 °C pendant le CO2 montée (b, d, f) et descente (c, e, g). Les contours en (b) représentent la climatologie des pluies tropicales dans piControl (intervalle :2 mm d −1 ). Les coefficients de corrélation spatiale entre la somme des composantes thermodynamiques et dynamiques et les changements de précipitations tropicales sont indiqués dans les coins supérieurs droits de (b) et (c). Un pointillé dans (b–g) indique qu'au moins cinq modèles sur six s'accordent sur le signe de la moyenne multimodèle. Crédit :Science China Press
L'utilisation de combustibles fossiles génère de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2 ) à émettre, qui est l'un des principaux gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique. Le climat change sous l'augmentation du CO2 forçage radiatif (appelé "CO2 ramp-up") ont été largement projetées à l'aide d'expériences numériques. Pour un monde neutre en carbone, davantage d'études ont commencé à se concentrer sur les réponses climatiques régionales sous la diminution du CO2 forçage à partir d'un CO2 élevé concentration au niveau préindustriel (appelé "CO2 descente de la rampe").
Une nouvelle étude, publiée dans la revue Science Bulletin , montre que les variations des précipitations tropicales, l'un des indicateurs les plus importants du changement climatique mondial, sont asymétriques au même niveau de réchauffement (tel que 2 °C) pendant le CO2 ramp-up et ramp-down. La variation spatiale du changement des précipitations tropicales est plus forte pendant le CO2 ramp-down que ramp-up, augmentant sur le Pacifique équatorial avec une extension vers le sud mais diminuant sur la zone de convergence intertropicale du Pacifique et la zone de convergence du Pacifique Sud. Cette étude est basée sur un CO2 idéalisé Scénario de montée/descente, dans lequel le CO2 augmente continuellement à 1 % par an −1 du niveau préindustriel à un niveau quadruplé pendant la montée en puissance, suivi d'une descente en puissance au même rythme de 1 % an −1 pour atteindre le niveau préindustriel.
À l'aide d'une méthode de décomposition du bilan hydrique, les chercheurs démontrent que ce changement asymétrique des précipitations tropicales est principalement dû au changement de la circulation tropicale, qui est en outre étroitement lié au changement local de la température de surface de la mer (SST).
Schéma des changements de SST tropicale et décomposition de l'échelle de temps. Changements de la SST tropicale dans des tranches de temps de réchauffement de 2 °C pendant le CO2 accélération (a) et décélération (b). Les changements normalisés rapides (c) et lents (d) de la SST tropicale. (e, f) Comme dans (c, d) mais avec la moyenne tropicale (indiquée dans le coin supérieur droit) supprimée. (g) La contribution moyenne mobile sur 21 ans des réponses rapides (Ft ; bleu) et lentes (St ; rouge) dans le CO2 expérience de montée/descente en rampe. Leur somme (violet) est indiquée pour être comparée au réchauffement global moyen total (noir). Crédit :Science China Press
"Les processus multi-échelles de temps pourraient être emmêlés pendant le CO2 scénario d'accélération/décélération, formant un modèle complexe d'évolution dans le temps des changements de précipitations tropicales », explique l'auteur correspondant, le Dr Ping Huang, professeur à l'Institut de physique atmosphérique de l'Académie chinoise des sciences. les réponses SST dépendantes au cours des deux périodes sont un hybride de réponses à différentes échelles de temps."
Les chercheurs appliquent une méthode de décomposition d'échelle de temps à la réponse climatique (développée dans des études antérieures pour comprendre les évolutions enchevêtrées des réponses à différentes échelles de temps) pour séparer les impacts des réponses SST à différentes échelles de temps sur le changement des précipitations tropicales. Une réponse SST rapide et une réponse lente basée sur des processus à différentes échelles de temps sont définies pour être évaluées en termes de leurs contributions et impacts variant dans le temps sous le CO2 Scénario de montée/descente.
Les résultats montrent que l'impact de la réponse rapide de la SST sur le changement des précipitations tropicales est beaucoup plus faible que celui de la réponse lente de la SST pendant le CO2 rampe vers le bas, et sa contribution est également beaucoup plus faible. La réponse lente de la SST peut induire un changement plus fort des précipitations tropicales en raison d'un schéma de réchauffement de type El Niño sur le Pacifique oriental équatorial. Un réchauffement du sous-sol plus fort pendant le CO2 la période de ralentissement supprime l'effet de thermostat dynamique de l'océan, conduisant à un schéma de réchauffement semblable à El Niño.
"Nos résultats indiquent que ramener l'augmentation de la température moyenne mondiale en dessous d'un certain objectif, tel que 2 °C, en éliminant le CO2 , pourrait ne pas rétablir la distribution de la convection tropicale, avec des effets potentiellement dévastateurs sur le climat mondial », conclut le premier auteur, le Dr Shijie Zhou, chercheur postdoctoral à l'Institut de physique atmosphérique de l'Académie chinoise des sciences. +
