Andrew King博士是气候科学讲师，任职于 地球科学学院以及 气候极端研究卓越中心，该中心隶属于 墨尔本大学。
过去一个世纪，随着气候变化，全球变暖并不均匀。在经历了约1°C的人为全球变暖后，我们观察到，北极和大多数陆地区域等地的升温速度超过全球平均水平，而许多海洋区域的升温幅度则很小。
但我们是否应预期，全球将继续按照这些模式变暖？还是说，局部“非线性”变化会使某些地方升温加快、另一些地方升温减缓，从而改变这些模式？
此前，一些研究考察了“模式缩放”——即升温模式保持不变这一假设——是否适用于未来的升温情景。例如，一些研究得出的结论是，在近期升温情况下，模式缩放是一种合理的方法。
然而，一些气候模型显示，在某些地区明显偏离缩放关系，例如东亚。在这些模型和地区，随着全球气温上升，局部气温可能加速或减速上升。
此前，人们尚未充分研究全球变暖过程中升温模式可能如何变化，以及变化的原因。在发表于《环境研究快报》的研究中，我通过考察不同模型对未来可能达到的全球升温水平下局部气温变化的预测，探讨了这一问题：相较于工业化前水平升高1.5°C、2°C、2.5°C、3°C和3.5°C。
局部升温
总体而言，随着全球气温持续上升，大陆陆地区域和夏季出现局部升温加速的可能性更大。
遗憾的是，这意味着随着全球进一步变暖，夏季热浪可能会比原本预期的更加严重。相比之下，在许多海洋区域，全球每升高一度所对应的局部升温幅度预计将低于迄今为止的水平。
一些地区出现升温加速或减缓，部分与降雨变化有关。气候模型预测局部升温加速最明显的地区——例如夏季的中欧——往往也预测降雨量会减少。在这些地区，降雨和气温预测密不可分。干燥趋势明显的模型还显示，蒸发带来的降温作用较弱，因此升温会加速。
下图显示了北半球夏季局部气温非线性变化与降雨变化之间的关系。棕色区域表示负相关，说明与其他模型相比，预测当地趋于干燥的模型也往往预测局部升温加速。
在许多海洋区域，这种关系恰好相反：局部升温加速与降雨增加相关，图中以蓝色标示。这些地区水汽供应充足，因此局部升温加速会提高大气容纳水汽的能力——这一现象称为“克劳修斯-克拉佩龙关系”——并由此带来降雨增加的趋势。
这对区域气候预测意味着什么？
那么，为什么理解局部气候变化的非线性很重要？气候政策以全球升温上限为基础，例如《巴黎协定》规定升温幅度应控制在1.5°C以内，并远低于工业化前水平以上2°C。但如果模型预测的升温模式不同，未来更温暖世界中的区域气候也可能大不相同。
我以澳大利亚东北部为案例，进一步研究了这一问题在当地意味着什么。该地区南半球夏季的降雨预测存在很大的不确定性。
对于澳大利亚东北部，一些模型预测升温速度会减缓，另一些则预测升温会加快。预测该地区趋于更干燥的模型往往也显示升温加快，反之亦然。
我将模型分为两组：一组相较于多模型平均值预测降雨减少，另一组预测结果则比集合平均值更湿润。平均而言，预测趋于干燥的模型显示未来夏季会更热，出现极端炎热夏季的概率也会升高；而在预测该地区降雨增加的模型中，情况则不同。
下图显示了两组模型对澳大利亚东北部出现炎热夏季概率的预测：较干燥的模型以棕色表示，较湿润的模型以蓝色表示。“炎热”夏季的定义是气温超过当前夏季的温度纪录。
图表显示，较干燥模型组与较湿润模型组预测的夏季最高气温差异，大致相当于全球升温半摄氏度造成的差异。
过去，人们常用模式缩放来研究未来更温暖的气候可能呈现何种面貌。本研究发现，对于全球某些地区，模式缩放可能并不适用。在降雨变化显著或高度不确定的地区，模式缩放不太可能成为有效的气候预测方法。
随着全球气温上升，局部气温变化可能加速，而这种情况更可能出现在日益干燥的陆地区域。这可能加剧夏季极端高温，例如中欧地区；此前的研究已指出，土壤干燥会影响热浪的发生。
随着全球变暖，局部升温模式可能略有变化，这意味着一些地区将承受进一步气候变化的主要冲击，而另一些地区受到的影响则较轻。
