气候模式过高估计了全球变暖？真相是什么？( 三 ) 7.29知识分子TheIntellectual什么是

有“过热”必有“过冷” ，实际上， CMIP6模式中还有平衡态气候敏感度低于2.5℃的，也就是“过冷” ，它们很容易被大家忽视。另外值得一提的是，参与CMIP6的中国研究机构贡献的模式没有“过热”或“过冷”现象，它们平衡态气候敏感度平均值为（3.16±0.89）°C ，处于居中水平[11] 。
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气候模式为什么会“过热”？
从1995年开始的CMIP1到最新的CMIP6 ，参与的气候模式越来越多，模式考虑的物理过程越来越复杂，因为对一些物理过程的数学描述方案不同，不同模式的气候敏感度有高有低是一种正常现象。这次之所以引起格外关注，是因为CMIP6模式给出的平衡态气候敏感度的范围是历次CMIP中最大的（1.8-5.6℃），多模式平均为3.7℃ ，而CMIP5中没有平衡态气候敏感度高于4.7℃的模式，多模式平均为3.2℃[12] 。
气候模式难以准确描述气候敏感度的一个重要原因，是气候系统中存在很多复杂的反馈过程，能够放大或缩小由温室气体直接产生的增暖，气候敏感度是这些过程综合作用的结果。
其中云的生成和演变非常复杂，目前的气候模式对云的数学描述还不完善，因此云的反馈作用不确定性最大（图4）。

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图4几种主要的云反馈过程示意图。气候变暖下，云顶高度升高，低云云量减少，会让更多能量留在地球表面，放大增暖；但云中冰晶和水滴的组成也会改变，增多的水滴反射太阳光的能力更强，会减小增暖|图源[3,4]
云反馈问题是国际气候变化研究领域的前沿问题。这次出现“过热”现象的CMIP6模式，多来自在模式物理过程方案研制方面居国际领先地位的、传统上的优势研发中心，如美国国家大气研究中心、加拿大环境与气候变化部、英国哈德莱气候中心等。这些机构在参加CMIP6的模式版本中，对其旧的CMIP5版本的重要物理过程方案进行了更新，例如采用了新的包含气溶胶-云相互作用的更为复杂的物理方案，结果产生了过强的冷却效应。由于气候模式有关参数的校准以能够合理再现历史气候变化为标准，这使得模式为了能够合理模拟历史温度变化，需要对温室气体响应更强（也就是有更高的气候敏感度）以抵消上述冷却效应[12] 。
在这些模式中，热带外低云云量及其反照率随升温而减小，更多的太阳短波辐射能够到达地面，进一步加剧了升温，这便是云辐射的正反馈过程，最终造成较高的气候敏感度[13] 。
如果把“过热”结果视为这些国际前沿模式研发中心在创新进程中付出的代价，那么这种代价不是永远的，科学探索不会因为某个环节不完善抑或暂时退步就止步不前，对导致“过热”现象反馈机制的理解正在推动新一代气候模式的进步。
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处理模式“过热”有办法
“来者有份、一人一票”有瑕疵
由于模式“过热”问题仅在CMIP6模式中表现突出，因此，基于以前CMIP模式的预估结果并不受该问题影响。但如果不加甄别地使用CMIP6模式数据，就可能会高估未来升温幅度及其气候影响[1,2] 。
针对部分CMIP6模式的气候敏感度偏高， IPCC第六次评估报告做了系统评估，结论是， IPCC评估的全球平均温度变化要明显弱于CMIP6模式的直接输出结果（图5）。

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图5与IPCC第六次评估报告的最优值（粗实线）相比，包含“过热”CMIP6的模式在不同的碳排放情景下均显著高估了未来增暖（细虚线），排除“过热”模式后与IPCC的评估结果近似（细实线）|图源[1]