CESM模型揭示1500年来北半球典型暖期季风降水变化及人类活动影响

本文探讨了过去1500年北半球典型暖期（中世纪暖期和现代暖期）季风降水的变化特征及其差异对比，基于通用地球系统模型（Community Earth System Model, CESM）的4个瞬变积分模拟实验。研究者张诗茄、刘健等人利用该模型对历史时期的气温和季风区降水进行了深入分析。 首先，他们确认了模型在模拟北半球气温上的有效性，特别是在刻画季节性气候变化方面，特别是在夏季，模型成功地再现了中世纪暖期和现代暖期的显著差异。在温度变化上，他们发现中世纪暖期的增温主要由自然因素驱动，而现代暖期的升温则显示出人类活动的主导作用，尽管自然因素也起着一定作用。 对于降水变化，研究结果显示在北半球夏季风期间，中世纪暖期的降水模式主要受到自然强迫的影响，如大气环流和海洋温度的变化。然而，到了现代暖期，人类活动产生的温室气体排放以及自然气候变化共同导致了相当的降水响应。这种对比揭示了人类活动对当前气候系统的影响日益显著。 为了进一步揭示这些变化的机制，作者运用正则最优指纹法（ EOF，Empirical Orthogonal Functions）对特征暖期内的北半球夏季风指数进行了年际变率检测和归因分析。结果表明，在中世纪暖期，降水变率的主要驱动力是自然过程，而在现代暖期，人类活动的影响信号被明显识别出来。 文章的关键词包括气候学、过去1500年、典型暖期、北半球夏季风以及检测归因方法，这表明其研究内容不仅关注气候变化现象，还涉及气候系统内部驱动力的识别和量化。这篇论文的研究成果对于理解过去气候演变以及未来气候变化预测具有重要意义，特别是对于评估人类活动对全球气候系统的影响提供了科学依据。