极端高温增长将不会中断外文翻译资料

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极端高温增长将不会中断

Sonia I.Seneviratne,Markus G.Donat,Brigitte Mueller,Lisa V.Alexander 观测数据显示，陆地上的极端高温在所谓的全球变暖中断期间仍将持续上升。与全球平均温度的变化相比，极端温度事件的变化趋势及相应的影响都更严峻。IPCC第五次评估报告第一工作组的成果公布后，媒体和科学界把关注点多放在所谓的全球变暖停滞期上。这种在全球平均温度增长过程中被认定的停滞期已经被归因于许多可能的原因：例如，气候系统内部变率，最小太阳能输出，下层海洋热量吸收，平流层水汽增加，破坏臭氧层物质和甲烷的排放量减少，数据采集和拉尼娜状态的较强转变。

根据现有的观测数据，当用于近期全球年平均气温的演变时，我们强调“中断”的说法在气候变化的背景下是不恰当的甚至是起误导作用的。事实上，一个明显的静态全球平均温度可能会掩盖温度在区域和季节尺度上的大趋势。更重要的是，这是陆地上的极端温度变化，尤其是在那些无人居住区的极端温度事件，对此都有直接的影响。如果这个术语应用于气候系统及极端温度的一般特点，那么讨论在地球温度上升过程中的停顿看起来是合理的。

但是，我们基于观测数据的分析结果显示，1997年以来，陆地上的极端温度在演变过程没有出现停顿现象。我们关注“极端的极端事件”，因此首先调查受超过给定时段内当地第90百分位数的暖日天数所影响的土地总面积（详见附录信息）。图1a显示的是相对于1979-2010年ERA-Interim和HadEx2数据集平均值的年极端高温日超过30的土地面积比时间序列。虽然在空间覆盖率和基本时段上存在差异，但这两个数据集的结果相当一致。更重要的是，这揭示了在中断期中，ERA-Interim的EXD30的变化有正趋势。这些结果进一步证实了其他超标频率（例如EXD50，EXD10等），并且发现最极端的超标频率就是最大的趋势（EXD50，图1b）。由于该中断时段短，趋势显著性检验相关性有限。但是在1997至2012的15年期间，ERA-interim资料所显示的增加在5%的水平上是显著的（MK检验）。两者多数情况下是相互独立的，观测数据集与极端温度的整体趋势较为一致（图1b）。

我们注意到一个有趣的现象是发生在1982/83和1997/98的强厄尔尼诺事件和发生在1986/87和2009/10的弱厄尔尼诺对极端温度的影响十分明显，特别是在显示逐年极端高温天数超标所影响的地理范围中这种情况很明显的（图1a，b）。尽管有这样的特点，自1998年以来在没有强厄尔尼诺的年份里，极端超标频率在持续增加。这些结果表明，尽管在所谓的停滞期全球年平均气温增幅放缓，但是在全球范围内极端高温天的频率仍在不断增加。

图1 极端高温超标影响土地面积的时间序列

图a是基于1979-2010年平均值,图b是与1979–2010年ERA-Interim资料平均值（ExD10, ExD30 and ExD50）相关的年极端高温天数超过10、30、50天的陆地面积比率的时间序列。图a中ERA（浅灰色）和HadEx2（深灰色）每年30天极端高温超标影响的土地面积率。灰色短划线表示比率为1。灰色虚线表示比率为2（也就是说，受影响的地区比参考期增加一倍）。1979–2010年,两个时间序列之间的 Spearman相关系数是0.92。图b左侧插入的面板上显示的是在时间段1997 - 2012内覆盖在时间序列上的各自的趋势倾向。图右侧插入的面板显示的是HadEx2在1997–2010年间相应的值。

为了进一步明确造成陆地极端高温和全球平均气温近期趋势差异的可能原因，图2显示了ERA-Interim资料的陆地最高温度95%阈值的变化趋势，这与全球范围内（陆地和海洋）ERA-Interim和HadCRUT4的平均温度的发展趋势不同。以上的分析表明不同于全球平均温度的变化特征，过去十年陆地日极端高温明显变暖。进一步的研究则表明与全球平均温度的变化趋势相比陆地上极端高温变暖已经是确定的了，一定程度上因为陆地平均温度相对于全球平均值有一个较大的增长。然而，ERA-Interim资料表明，与平均陆地温度趋势相比极端高温增长较快，并且陆地日极端低温与陆地日极端高温相比没有明显的变化趋势，后者显示没有明显趋势甚至是轻微的变冷。

对于这种现象的解释有很多。首先，几个证据表明自1997年以来全球平均气温增温减缓主要与海表温度变冷以及北方冬季气温下降有关。因此，这将与同时期大陆大部分地区暖季温度（包括极端高温）进一步增加是一致的，即给定一个全球平均温度的确定值。季节性极端高温趋势分析表明这种信号主要出现在暖季，而在北半球的中高纬度大部分地区冬季极端高温是下降的。另外，大量证据表明，控制极端温度的过程几乎独立于他们对平均温度的影响，例如放大反馈机制可以直接影响陆地极端高温。这种效应似乎与极端高温变暖的趋势是相关的，因为这种情况主要在土壤水分比较干燥，可以诱导这种反馈的中纬度地区表现的比较强烈。另外，也有证据表明，格陵兰岛上的极端高温变暖加剧可能与北极冰雪融化有关。因此，现有的观测数据表明极端高温趋势不一定要平行于全球平均气温。

图2 红色曲线表示1979 - 2010年陆地高温异常的时间序列，蓝色、黑色表示1979 - 2010年全球平均温度异常的时间序列。基于ERA-interim资料的陆地（红色）最大温度95%的时间序列和ERA-interim（蓝色）和HadeCRUT4（黑色）的全球（海洋及陆地）平均温度。

这些结果有几个重要的意义。首先，这些结果表明把近期全球年平均气温增速放缓理解成气候变化总体放缓是错误的。其次，与气候系统其他要素所观察到的结果类似（例如，北极海冰融化，海平面上升和海洋热含量增加），在过去十年中白天极端温度最高值呈现出持续增大的趋势。另外，这些结果也强调了不要过度解释全球平均气温的变化及其可能的影响。虽然一些密切相关的影响与陆地极端温度的联系比与平均温度本身的变化联系更紧密，但这一结论仍可适用于气候变化预测，通常表示为全球平均地表温度的变化。在此背景下，需要更好地了解温室气体排放变化的复杂性，专注于识别全球尺度响应的个别过程。

总的来说，以上分析表明不仅陆地上日极端高温最大值的演变没有停顿，在观测记录上也是有增无减。另外，现有证据表明极端值的极值产生了极大的变化，这与气候变化影响密切相关，因为陆地上极端高温的变化与人类健康、农业、生态系统和基础设施密切相关。

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