激光网2月24日消息，了解我们不断变化的气候中的云模式对于准确预测它们对社会和自然的影响至关重要。奥地利科学技术研究所和马克斯-普朗克气象研究所的科学家在《科学进展》杂志上发布了一项研究，该研究使用高分辨率全球气候模型来了解云层和风暴的聚集如何影响热带地区的极端降雨。他们表明，随着气温的升高，极端降水事件的严重程度增加。
极端降雨是最具破坏性的自然灾害之一，造成人员伤亡和数十亿美元的损失。由于气候变暖，它们的频率在过去几年中一直在增加。
几十年来，科学家们一直在使用地球气候的计算机模型来更好地了解这些事件背后的机制并预测未来的趋势。
在这项新的Science Advances研究中，由ISTA博士后Jiawei Bao领导的奥地利科学技术研究所和马克斯-普朗克气象研究所的一组研究人员使用一种新的最先进的气候模型来研究云和风暴集群如何影响极端降雨事件 - 特别是在热带地区 - 比以前更详细。
“这种具有更精细分辨率的新型模型表明，随着气候变暖，由于云层更加聚集，热带地区的极端降雨事件的严重程度比理论上预期的要高，”Bao最初在MPI-M的博士后职位上开始了这个项目，解释说。
“我们可以看到，当云层更加聚集时，降雨时间会更长，因此总降雨量会增加。我们还发现，高降水地区出现更多极端降雨是以干旱地区扩大为代价的，这是向极端天气模式的进一步转变。这是由于云层和风暴如何聚集在一起，我们现在可以使用这种新的气候模型进行模拟。
这个新模型于 2019 年首次提出，以比以前的分辨率高得多的分辨率模拟气候。以前的模型无法将云和风暴考虑得那么详细，因此错过了许多复杂的空气运动动力学，这些动力学会产生云并使它们聚集在一起形成更强烈的风暴。
虽然该模型同时模拟了整个世界，但科学家们将分析重点放在赤道周围的热带地区。他们这样做是因为那里的云和风暴形成与其他纬度不同。
ISTA助理教授Caroline Muller补充道：“以前的模型已经暗示了云聚集对极端降水的影响，但无法提供必要的数据。通过与马克斯·普朗克气象研究所的同事比约恩·史蒂文斯和卢卡斯·克鲁夫特合作，我们的研究结果增加了越来越多的证据表明，较小规模的云形成对气候变化的结果具有至关重要的影响。
世界各地的研究人员正在合作创建更详细、更现实的世界气候模型，以了解气候变化的影响。
气候模型将地球大气层划分为三维块，每个块都有自己的温度、压力、湿度和更多物理特性数据。然后，他们使用物理方程来模拟这些块如何相互作用并随时间变化，以创建现实世界的表示。由于计算能力和存储不是无限的，这些模型必须引入简化，科学家们不断努力使它们更准确。
老一代的气候模型使用水平长度约为100公里的块，这仍然导致数万到数十万个覆盖全球。算法和超级计算机的进步使科学家能够越来越多地提高模型的分辨率。
“我们使用了MPI-M开发的气候模型，并分析了汉堡德国气候计算中心托管的数据，分辨率仅为5公里，这在计算上非常昂贵，”Bao补充道。“所有气候研究都是数百人的巨大合作努力，他们希望为我们对世界的理解以及我们对世界的影响做出贡献。”
Bao在澳大利亚新南威尔士大学攻读博士学位期间首次对气候研究感兴趣，现在在ISTA担任IST-BRIDGE博士后研究员，他希望继续研究极端降水事件，以使用其他模型找到更多证据来证明其原因和影响。
卡罗琳·穆勒最初学习数学，然后发现自己对具有更大现实影响的研究问题充满热情，她的研究小组使用气候模型来研究不同尺度的空气对流以及云和风暴的形成 - 直到热带气旋 - 以更好地了解其原因以及气候变化对社会和自然的影响。
