气候模型的预测能力可能被火山掩盖

拟火山喷发可能会破坏我们预测近期气候的能力，根据发表在《科学进展》上的一项新研究。

由美国国家大气研究中心(NCAR)领导的研究发现，气候模型中火山喷发的表示方式可能掩盖了模型准确预测热带太平洋海面温度变化的能力。

热带太平洋海面温度的这些十年变化与全球气候影响有关，包括降水和恶劣天气的变化。因此，准确的预测可以为社区领袖、农民、水资源管理者和其他人提供关键的气候信息，使他们能够提前几年进行规划。

“在年度到十年时间尺度上的近期气候预测是气候界一个快速增长的重要领域，因为它弥合了现有季节预测和百年气候预测之间的差距，”吴贤说，他作为NCAR的博士后研究员领导了这项研究。“当我们依靠模型进行这些预测时，仔细考虑模型的保真度非常重要。在这种情况下，我们发现模拟火山爆发响应的模型错误降低了我们的预测能力。

在这项研究中，Wu和她的同事依赖于来自十年预测大型集合的两个平行气候模拟集合，这是一个使用基于NCAR的社区地球系统模型生成的数据集。这些模拟是作为后报运行的，涵盖了1954年至2015年，使科学家能够将模拟与实际发生的事情进行比较，并评估他们预测未来的技能。

一组模拟包括研究期间发生的三次主要火山喷发：阿贡(1963年)，埃尔奇琼(1982年)和皮纳图博(1991年)。其他集合没有。

由于众所周知，大型火山喷发会对气候产生重大的长期冷却影响，因此Wu和她的同事预计，包括火山喷发在内的模拟集合将产生更准确的多年和十年气候预测。相反，他们发现火山喷发的包含降低了模型的预测能力，至少在热带太平洋地区，由于海面温度与近期气候事件之间的联系，该地区尤为重要。

例如，包括火山在内的模拟预测了火山爆发后热带太平洋海面温度的后续冷却。实际上，海洋的那个区域变暖了，这一变化在不包括火山爆发的模拟中得到了很好的预测。

这些发现突显了在模型中准确表示火山爆发后复杂的气候影响的困难，这是一项更具挑战性的任务，因为研究人员在观测记录中只有几个现实生活中的例子。科学家们知道，火山可以将硫磺气体高高地排放到平流层，在那里它们可以转化为反射阳光的气溶胶。但是，由此产生的冷却最终如何影响整个地球系统，包括海面温度，尚不清楚。

“我们只是没有足够的观察，”吴说。“我们观察平流层正在发生的事情的方法自卫星时代以来才可用，这意味着我们只有Chichón和Pinatubo。

尽管如此，Wu希望火山喷发及其在模型中的影响可以随着时间的推移而得到改进，最终，这项工作将提高我们提前几年预测重要气候事件的能力。

“热带太平洋的年代际变化是全球可预测性的重要来源，”吴说。“它影响着周围大陆的气候以及海洋生态系统。更好的预测将为利益相关者提供重要信息。