文摘

显著加速变暖的海洋表面温度每十年0.15°C(1982 - 2012)最近发现,动机研究目前的后果和未来预测的热量指数和泛美地区的热浪。目前的记录每六个小时从NCEP再分析检索(1948 - 2015)计算热浪的变化。炎热指数强化已经检测到在该地区自1998年以来,由表面压力变化,下沉的空气增强,和温暖的/弱冷平流。这地区大气变暖导致热浪强化与变化频率和最大振幅分布。未来预测使用multimodel合奏的意思是五全球环流模型用于项目热浪在未来两个场景:RCP4.5 RCP8.5。巨大的热浪事件预计在21世纪的结束,尤其是在RCP8.5场景。因此,在当前时间和区域气候变化在未来需要特别注意减轻更强烈和频繁的热浪对人体健康的影响,国家的经济和能源需求在IAR。

1。介绍

intra-American地区包括南美洲北部,中美洲,墨西哥湾、加勒比海地区和西大西洋(1- - - - - -3],综观大气/海洋之间复杂的相互作用模式驱动该地区降雨活动(4- - - - - -7)(见图1(一))。

在热带地区,海表面温度(SST)的变量驱动降雨量、弱影响海温小于26°C和更强的效果当SST 26°C到29.5°C。海温和降水之间的关系不是线性的,所以降水倾向于减少当海温大于29.5°C (8]。因此,泛美地区海温调节(IAR)降水发展从5月到7月,而在第二个月垂直风切变(大众)影响热垂直对流和气旋生成活动(5,9,10]。一个额外的变量在IAR Bermuda-Azores高压系统(北大西洋涛动指数的一个极NAO)与加勒比地区低空急流,导致一个向下的干燥的空气,阻碍降水,表面变暖4,11,12]。高压系统振荡的直接后果是强/弱东风的发展导致导致干燥机/冷/暖海温湿润地区(4,13,14]。这种关系被称为wind-evaporation-SST反馈指出风速之间的直接关系,蒸发,海平面气压(SLP) [15]。此外,深层沉降来自中美洲加勒比海地区可以发挥更多作用在IAR降雨活动(4,16]。此外,撒哈拉沙漠的沙尘事件从6月到8月降雨量可能会生成一个赤字由于气溶胶与云凝结核和干燥的空气来自西北非洲沙漠(17]。这些复杂的关系导致双峰雨季降雨模式在IAR [4,5,18- - - - - -21]。这个雨季分为早期降雨季节(ERS)定义从4月到7月(包含第一个降雨峰值)和已故的降雨季节(LRS)从8月到11月,举行第二次降雨峰值。此外,旱季(DS)是定义在12月和3月之间,最低的降雨强度事件观察(见图1 (b))。

IAR变暖最近被发现与海温增加年度每年0.016°C的人,而在LRS海温每年增加0.021°C的一个观察(6]。这个地区大气和海洋的变暖会扰乱天气模式。温暖的地区增加了近地表空气温度和加强从海水蒸发,提高大气中水分含量和驾驶的相对湿度(RH)的变化。在这些条件下,探测会加剧等极端事件。

空气温度和RH是关键变量计算热量指数(HI),这是用于定义探测事件。此外,世界各地不同地区有一个独特的温度和RH气候学。导致热浪(探测)定义22)如在欧洲的热浪被定义为至少连续六天每天最高气温超过第90百分位的相对阈值(23]。一个更复杂的定义适用于整个欧洲和美国(美国)使用至少连续三天平均每日最高温度和最高温度超过第97.5百分位(24]。热浪估计使用国家环境预报中心(NCEP)再分析当前时间和数据并行气候模型对未来预测的场景使用一切正常。百分位应用于日常的数据从1961年到1990年再分析数据和2080 - 2099年全球大气环流模型输出(24]。另一方面,热浪级指数(HWMI)开发分析探测地球地区包括欧洲、美国、希腊、俄罗斯(25,26]。这些研究人员选择NCEP再分析和ERA-Interim (ERA-I)再分析数据集,升级ERA-I NCEP决议。此外,它们定义了一个HWMI热浪一年的最大大小,在热浪被定义为至少连续三天每日最高温度大于90,集中在一个31天移动窗口(25,26]。另一方面,开发其他HW定义为至少连续两天每日平均温度超过第95百分位(与日常数据计算了28年)提供探测发生频率最高的美国西北部[27,28]。此外,在美国南部,热浪被定义为至少连续两天每日最大和最小嗨超过第99百分位的相对阈值(29日]。日常数据的百分位是来自39年。此外,美国国家气象局(NWS)热浪事件定义为至少连续三天每日最高温度大于32°C的绝对阈值(30.]。虽然这一标准被广泛使用,它不捕获探测事件在不同的地区。这样,在美国地区高RH(东北地区)、热浪被定义为至少连续三天以上与温度32.2°C (22]。

在过去的十年中,气候变化和热浪强度频率变化之间的联系被确定,甚至造成更多死亡比其他所有美国飓风等极端事件在洪水和龙卷风。在美国东部和西部,探测了20%增加数量从1949年到1995年,而从1999年到2003年,每年688人死亡被注册,主要是由于极端炎热的一天事件(31日]。在芝加哥,探测对人类健康的影响在1995年造成800人死亡(30.]。这些天热事件确定的情况下使用的定义。死亡率的风险在美国43个城市调查了从1987年到2005年。热浪死亡风险增加2.49%的每1°F热浪强度0.38%,每一天的热浪持续时间增加被发现(27]。在这种情况下,HW定义使用平均温度和第95百分位阈值。

额外的因素热浪事件快速城市发展和城市热岛(热岛)增加白天气温(1°其他°C)以及夜间温度(31日]。因此,热岛加剧热浪事件影响老年人口和社区没有空调系统(32,33]。

热浪在热带地区分析,特别是在IAR地区非常稀缺。为数不多的情况下研究两个最热的夏天在波多黎各岛注册(2012和2013)。在这些事件中,一个强大的表面高压系统是位于美国东北部大西洋导致高死亡率相关的空气温度和中暑34,35]。此外,炎热指数脆弱性是波多黎各的圣胡安湾河口,那里高脆弱地区对应于城市区域与高浓度的老年人和失业人口(36]。此外,提出了一种研究议程IAR减轻高温对社区居民的影响。的发展研究项目预计在不远的将来[缓解和适应气候变化37]。另一方面,一个最近的研究指出炎热指数增加的趋势为0.05°C /年在中美洲和加勒比海(MAC)和加勒比群岛。作者使用NCEP再分析和气象站数据从1980年到2014年。另外,他们发现45热浪事件在研究期间82%的这些事件的持续时间2 - 2.5天(22]。

未来全球变暖由于人为活动可能会增强HW事件,变得更加强烈和频繁和持续时间较长的24,38]。几种大气环流模式(GCMs)被用来计算一个multimodel合奏每日最高气温在21世纪。全球平均HWMI增加被这些模型预测。此外,他们表现出强烈的热浪大小在美国南部,中美洲,南美洲北部,特别是在21世纪的结束,但没有捕获事件在加勒比海(26]。此外,其他地区的热浪投影进行。例如,对于澳大利亚,每年50%的死亡增加预计由于中暑在2050年(33]。芝加哥可能经历增加25%的HW事件,而巴黎可能会经历增加了31%在过去的20年里的21世纪。这些预测得到使用并行气候模型(PCM)在常态下的场景24]。此外,洛杉矶预测的未来探测数量将增加气候时期(12 - 70)2070 - 2099 (31日),而快速热浪持续时间和频率变化检测在北美在21世纪的前几十年(39]。在欧洲,HW事件预计下达到政府间气候变化专门委员会(IPCC)的情况下,显示频率增加到40天(2075 - 2094)和振幅强化每天7°C (40]。另一方面,热浪投影在IAR和加勒比地区非常稀缺,但它预计一样脆弱的高纬度地区由于强烈的热事件(32]。

根据文献,气候变化可能导致热浪等极端事件;因此,这项工作试图评估可能影响IAR变暖对探测频率和强度在现在和未来的政府间气候变化专门委员会代表浓度通路(RCP) 4.5和RCP8.5场景。因此,这项工作试图回答的基本问题是如何极端热浪事件可能会改变在IAR 21世纪更温暖。

在下一节中,本文组织如下。再分析数据和模型描述将随着方法计算嗨和探测。后方,当前气候学和气候破坏进行了分析。在下一节中,热浪事件的频率和强度的变化与区域气候变暖。最后,未来的预测使用这个模型研究来完成这项研究的主要目标。

2。方法

在本节中,观察到的再分析数据和模型用于项目热浪在21世纪。后方,炎热指数和热浪定义解释道。选择非参数Mann-Kendall测试来评估当前和未来趋势时间序列预测。此外,政府间气候变化专门委员会的场景被描述为基线数值实验。

2.1。再分析数据

美国国家环境预报中心(NCEP)再分析数据从1948年到2015年和2.5度的决议被选中IAR气候学计算并确定探测等极端事件的变化。这个数据集已广泛应用在天气尺度分析大气事件。在加勒比海地区,NCEP数据被用来分析北大西洋涛动指数和ENSO影响降雨的一代9,18,19,41- - - - - -43]。同样,NCEP数据用于研究低空风/发散异常,垂直风切变,海平面压力,中美洲之间的循环带和大安的列斯群岛,和高压系统与本地区夏季干燥的事件(在7月低降雨量)(4,5,9,10,13,19,44]。此外,NCEP再分析是基线研究卫生人员移徙政策倡议在欧洲,希腊和俄罗斯等地区(26]。因此,这个数据集被选来代表整个泛美地区和链接热浪事件大规模现象来识别可能的天气大气变量驱动这些天热事件。

有关NCEP大气领域这项工作包括表面空气温度(°C)和相对湿度(%)(0)6、12、18个小时的协调世界时(UTC)。在加勒比海地区在这个时间间隔,最高气温可能对应于18 UTC。这个最高气温是有关在这工作,因为它提供了最大的嗨每天用于HW定义。例如,在波多黎各、18 UTC时间对应于下午2点。,while 12 UTC time is far away from the expected maximum temperature. Consequently, one maximum HI value per day is calculated at 18 UTC.

此外,每月表面空气温度和经向和纬向风850 mbar水平(m / s)检索计算热/冷平流。这个计算平流空气温度梯度之间的点积()和风速()用方程表示的 在圆柱坐标一个地球半径为6.37×10⁶米。垂直速度ω和RH从1000年到300年mbar子午平均8.5°N和16°N之间用于确定大气垂直结构。这空气垂直运动表达通过空运的压力变化率,Pa / s,代表了垂直速度天气尺度假设流体静力学平衡。正值代表空气下沉,而负值意味着上升气流。此外,干燥的空气下沉可以发挥重要作用在表面变暖。另一方面,气候数据集分为两个时期。第一个定义从1948年到1998年,第二个定义气候时期从1999年到2015年。1998年被选中,因为今年开始描绘了一个加速气候变化在IAR地区部分中解释4这篇文章的。

2.2。IPCC的场景

第三和第五IPCC的报告有相关公司的全球变暖₂增加主要是燃烧化石燃料(38,45]。此外,雷达气球和卫星测量表明,对流层和地球表面变暖(45]。结果,IPCC已经开发了一系列场景项目未来可能造成的影响全球变暖的人类活动。旧的场景IS92和老46)已更新场景的第三代代表浓度通路。的rcp是由四个不同的公司₂排放和辐射强迫。最低迫使场景RCP2.6项目一个人为有限公司总₂9.97热解色谱/年和2020年发射辐射强迫的峰值490有限公司₂情商到本世纪中叶以后下降。媒介物场景RCP4.5代表一个最大总有限公司₂在2050年发射(包括11.15年¹),较短的辐射强迫稳定2100年之后(650年有限公司₂情商),而场景RCP6.0稳定后不久,2100年与850年有限公司₂情商和最大的公司₂在2080年发射(包括17.07年¹)。常态场景RCP8.5描述了一个不间断的有限公司₂发射和永久的辐射强迫增加价值1370有限公司₂情商在2100年(45,47]。场景RCP4.5和RCP8.5选择在本研究量化的影响的可能性之间的全球平均地表温度超过2和4摄氏度的21世纪。

2.3。环流模型:CMIP5项目

第五阶段的耦合模型相互比较项目(CMPI5)提供一组气候模拟来评估过去和未来气候变化,在长期的模拟提供气候应对不断变化的大气成分和土地覆盖48,49]。在这项研究中,5个模型被选中来计算未来的每日最大嗨。模型提供大气数据每3个小时(0)3、6、9、12、15、18和21 UTC和重叠与NCEP数据集在6,12日和18 UTC。结果是,在这项研究中,模型输出重新取样到相同的摘要时间分辨率(0 h, 6 h、12 h和18 h)的空气温度和相对湿度在同一时期。最高气温用来计算每日最大嗨对应于18 UTC,,例如,波多黎各岛的对应于下午2点。我们认为这是该地区的代表。另一方面,全球大气环流模型与三个小时数据输出非常稀缺,但我们发现五个模型。他们是社区气候系统模型版本4 (CCSM4),分辨率为0.9×1.25度的纬度和经度,分别;国家生物中心Meteorologiques耦合模型版本5 (CNRM-CM5), 1.4×1.4度的决议;NOAA地球物理流体动力学实验室气候模型版本3 (GFDL-CM3) 2.0×2.5度; Model for Interdisciplinary Research on Climate-Earth System Model (MIROC-ESM) with 2.79 × 2.81 degrees; and the Meteorological Research Institute-Coupled Atmosphere-Ocean GCM (MRI-CGCM3) at 1.11 × 1.125 degrees of resolution. Currently, CCSM4 is one of the state-of-the-art global numerical models with the finest resolution in latitude, while the model MRI-CGCM3 has the finest resolution in longitude. Additional models were chosen because they provide 3-hourly output data. On the other hand, mesoscale models such as the Regional Atmospheric Model System (RAMS) or the Weather Research and Forecasting Model (WRF) afford high resolution but with a very expensive computational cost (there is no output dataset available in the IAR).

这些GCM模式不提供RH数据;因此,计算RH每3个小时使用表面空气温度,表面压力,和特定的湿度(SH)。SH允许计算蒸汽质量混合比,而表面压力允许计算蒸汽压。最后,RH获得使用饱和蒸汽压的克劳修斯——克拉珀龙方程方程[50- - - - - -52]。此外,这些GCM气候数据分布为两个时期:第一个是所谓的“第一未来气候期”从2026年到2045年,而第二个数据集被称为“第二未来气候期”从2081年到2100年。

2.4。热指数和热浪

热指数是一个明显的温度函数的空气温度和RH估计从身体一个复杂的传热平衡(53),是衡量热应力危险(54]。嗨使用计算方法由美国国家海洋和大气管理局国家气象服务和使用Rothfusz回归的误差1.3°F (55]。这种回归是根据温度和RH调整范围56,57]。此外,过度环境热量是由天极高的嗨。这个事件被定义为探测时,长时间的高压系统和高湿度导致过度炎热的天。

在潮湿地区,热浪与空气温度计算低估了HW强度,使其必须使用一个明显占热浪放大由于温度高湿度(58]。泛美地区,尤其是加勒比海,特点是强烈的RH以及较高的空气温度在整个一年。因此,在这个地区,炎热指数是一个很好的替代占湿度对热浪的影响强度。此外,人们的适应这个温暖的环境需要定义一个相对阈值而不是一个绝对阈值(59]。这个相对阈值被定义为每日数据的百分比计算记录在很长一段时间29日,60]。在我们的工作中,NCEP提供数据每六个小时,所以每天最高气温和其相应的RH 18岁UTC计算每日最大嗨从1948年到2015年。因此,结合地区的热浪NWS定义高RH的探测时间(22),定义为一个非常温暖的环境(美国南部)相对于一个阈值22导致这项工作中使用的定义。因此,这里的热浪被定义为至少连续三天,每天最大的嗨大于99.5。高一点的阈值被认为是在这里占加勒比人民适应温暖和潮湿的环境。

为了比较两个气候时期(1948 - 1998和1999 - 2015年),一个独特的阈值被用来识别热浪。首先,使用第99.5百分位阈值计算使用每日最大热量指数从1948年到2015年,用于气候时期。这个阈值是根据常见的方法来计算中发现文学需要多年的时间记录计算百分位(24,27,29日,30.]。后方,第二阈值计算从第一个气候时期(1948 - 1998)和用作第二时期(1999 - 2015)阈值来确定阈值计算的影响在热浪数字频率。结果表明,没有相关的热浪数量概率的变化,特别是对事件发生概率的高。因此,第一气候期的百分比计算是选择在这工作占热浪发展第二气候时期。另一方面,全球大气环流模型数据集得到了两个时期,2026 - 2045和2081 - 2100。每日热量指数计算时间和第99.5百分位估计阈值在第一个20年。这个阈值还用于评估热浪数字在第二个时期(2081 - 2100)。通过这种方式,我们可以比较两个时期来确定未来的热浪数量和强度的变化。

统计学意义的时间趋势时间序列使用Mann-Kendall测试评估。参数检验是一种常用的方法用于检测气候趋势数据,但它需要独立和正态分布数据。同样,强劲的颞autocorrelated数据可以生成人工趋势没有统计学意义。另一种方法是传播变为免费测试的非参数Mann-Kendall测试能够处理弱autocorrelated时间序列(61年,62年]。积极/消极的检验统计量值表示增加/减少的趋势数据。如果不拒绝零假设,变量的值在时间序列波动围绕其平均值,而不是呈现统计上显著的线性趋势。的速度变化或趋势估计使用Theil-Sen方法(61年,63年]。

3所示。当前IAR气候学

强烈的嗨发展极端HW事件对人类健康的影响(高的27,31日,35,64年,65年)以及空调系统能源需求(66年]。一个早期预警系统相关减轻可能的热中风的影响人们的健康。这个预警系统需要识别可能的极端热浪天气大气司机事件。通过这种方式,本节分析了嗨气候学和这些可能的驱动程序。

IAR气候学发展较低海温在旱季25.7°C平均更强烈的海洋表面变暖人队(季节性的平均27.3°C)。在LRS, SST在8月份达到最大值28.3°C(图2(一个))。这个季节海洋变暖是翻译成暖池扩散到大安的列斯群岛,甚至进一步。这个季节暖池提高蒸发,增加大气中的水分含量在LRS最大的值。第二个海洋变暖效应是近大气表面温度增加由于显热通量交换。最大的空气温度峰值在LRS发达,特别是在8月(27°C)。此外,空气温度和RH的组合允许计算嗨,此前对海温和空气温度趋势,最大峰值为29.7°C(图8月2(一个))。因此,当前IAR海洋变暖可能导致天高你好,可能地区更强烈HW事件。

根据IAR气候学,LRS对应于温暖的季节,在一个高谨慎区域中暑跨越进一步暖池后的大安的列斯群岛传播。更大的和小安的列斯群岛,墨西哥的尤卡坦半岛,美国南部加勒比海海岸线地区高谨慎因为你好29和32°C之间的范围。26和29°C之间的嗨谨慎表示低地区中美洲和墨西哥海岸线以及南美洲内陆。以类似的方式,我们描绘了一个低南部谨慎地区除了佛罗里达州南部,中暑的高谨慎主导(图2 (b))。在这个季节,Bermuda-Azores高压系统减弱(最大强度是观察到的人)和回到大西洋导致IAR得到降低。这个季节高压系统变化符合高谨慎地区蔓延。根据wind-evaporation-SST反馈过程(15LRS期间),该地区海平面气压越低(对人)对应于一个没那么强烈的风速和更高的海温与更多的分层海洋表面(15),影响嗨的力量。因此,有一个逆嗨和SLP季节性进化之间的关系。高谨慎区域边界之间的对应于一个SLP 1011 mbar墨西哥,中美洲和南美海岸线和1016年mbar进一步比大安的列斯群岛(图2 (b))。另一方面,垂直压力速度从600年到400年平均mbar指出一个IAR由一个空气向上运动,因此高海温更活跃的气氛。越来越小安的列斯群岛描绘一个ω−−0.01和0.02之间的垂直速度Pa / s,而中美洲和加勒比海南部美国海岸线由−−0.02和0.03 Pa / s(图2 (b))。以类似的方式,经向的平均风速垂直截面面积8.5到10°N代表一个地区由上升气流在LRS RH 50 - 40%在大气水平600 - 400 mbar(图2 (c))。从中美洲地区循环带发展西方主要发达地区(MDR),在LRS扩大,产生更广泛的上升气流区(85°W-55°W)。这种大气环流与高谨慎地区的西部边境,下沉的空气在哪里观察到经度55^oW(数据2 (b)和2 (c))。热/冷平流在850 mbar是削弱季节的季节,在LRS弱冷平流,覆盖大安的列斯群岛(0−0.3×10^5°C / s),墨西哥(−0.3×10⁻⁵−0.6×10^5°C / s)和南美洲北部(−0.3×10⁻⁵−0.6×10^5°C / s)。在本赛季和加勒比地区冷平流不传达真实的空气由于温度梯度非常小,因此它不会大幅减少表面空气温度。根据图2 (d)在中美洲,暖平流是注意到(0.3×10⁻⁵1.2×10^5°C / s),墨西哥海湾(0到0.3×10^5°C / s)和美国南部和古巴北部(0到0.3×10^5°C / s)。因此,warm-weaker冷平流结合导致嗨集约化和低海平面气压和高海温变高谨慎地区IAR中暑/疲惫。

4所示。气候影响

近地表空气温度相关天气尺度SST在IAR季节性暖池扩散。此外,蒸发加剧wind-evaporation-SST反馈修改后大气中的水分含量以及RH。你好是计算使用空气温度和相对湿度,从而影响对海温的变化。因此,空气温度和你好可以合适的区域气候破坏指标。年度最高气温从日常最大的月平均空气温度显示了空气温度的增加速度每年0.006°C(1948 - 1998)有良好的统计学意义(p值= 0.02)。自1998年以来,加速空气温度增加观察了一年一度的趋势(图0.03°C3(一个))和适当的统计学意义(p值= 0.01)。以类似的方式,每年最大嗨具有倾向于增加从1948年到1998年每年0.015°C,但自1998年以来,嗨,以加速的方式一直在增加(每年0.07°C)与合适的统计学意义(图3 (b))。因此,1998年被选为基线比较两个气候期和确定区域气候对探测频率干扰的影响。

气候差异1999 - 2015和1948 - 1998描述了大气变暖IAR季节。最低的变化是观察在嗨中断的DS 0.16°C和最大的变化在LRS 0.74°C。嗨的海平面气压变化遵循反比关系显示积极的改变在DS (0.3 mbar)和消极的区别在LRS (−0.17 mbar)得到减少,嗨获得最大的峰值(图4(一))。在最后一个雨季,正嗨变化跨越整个IAR最高的破坏大安的列斯群岛包括波多黎各南部和西部MDR (1.5 - -2.0°C)。第二个更相关的变化是观察在北方大安的列斯群岛(古巴和多米尼加共和国),墨西哥海湾,佛罗里达,加勒比海和南美海岸线(0.9 - -1.5°C),而最低的中断检测在墨西哥,中美洲和南美内陆(0.3 - -0.6°C)。相比之下,一个小面积的一部分圭亚那和苏里南在美国南部嗨减少0和−0.3°C之间(图4 (b))。这个地区变暖趋势加剧该地区炎热指数发生在同一时间得到减少。越高得到不同范围从0.3−−0.5 mbar重叠嗨改变最高的区域,而消极甚至零得到最低的变化对应于最低的嗨气候差异包括墨西哥、中美洲和南美洲(图4 (b))。根据SLP异常时间序列在IAR(1948 - 2015),在LRS,最大异常是0.9 mbar而最低的一个是由−0.86 mbar表示。此外,平均- SLP异常低价值(−0.16 mbar)。因此,得到气候区别这两个选择气候时期代表一个重要的区域气候干扰。以类似的方式,空气垂直运动变化影响区域大气变暖。在LRS积极ω平均速度从400年600 mbar mbar主导加勒比地区和MDR (0.01 - -0.02 Pa / s)显示趋势加强干燥的空气下沉,热身表面(图4 (b))。此外,ω速度垂直截面指出沉没风干集约化的高层大气(ΔRH =−14%至300 mbar)的表面(图4 (c))。暖平流是加强整个大安的列斯群岛(0.2×10^5°C / s),小安的列斯群岛(0.3×10⁻⁵-0.5×10^5°C / s),墨西哥和美国南部0.2×10^5°C / s(见图4 (d))。弱冷平流对人带来不太寒冷的空气,这是一起正嗨变化。因此,海平面气压下降,干燥的空气下沉集约化,温暖和寒冷的平流削弱收敛于加强嗨在IAR。

5。当前气候的热浪

年度探测事件计算每个网格点在IAR后来积累。这种方法允许识别总探测数时间演化在过去的68年。低探测号码是观察51年平均28事件在IAR。自1999年以来,以加速的方式探测数量增加了平均84个事件(图的价值5(一个))。这种探测数量增长与HI加强的结合得到减少,warm-weaker冷平流,下沉空气强化。

探测的数字时间序列分解观察天热事件分布在IAR。低探测号码是集中在中美洲和南美洲的加勒比海岸南部(2 - 6事件)在第一次气候时期(1948 - 1998),而更多的事件被确定(10 - 14事件)在墨西哥和中美洲北部(10到16事件),如图5 (b)。此外,加勒比地区的特点是作为一个地区没有热浪事件。另一方面,第二个比较气候时期(1999 - 2015)和第一个气候探测探测可能中断。最高的探测号码变化是针对性越来越小安的列斯群岛增加8至14事件。第二大影响区域覆盖圭亚那、苏里南、法属圭亚那和南美洲(2 - 10事件的增加)。相比之下,中美洲和墨西哥代表一个地区探测活动减少,降低探测号码之间−(参见图12和零事件5 (c))。

热浪频率计算数量两个气候时期,以发现任何改变在该地区。的相对频率的概率指出从1948年到1998年每月0.43开发三个或更少的探测事件在整个IAR。更大的探测数据较低概率发展这样一个间隔6和15 0.19事件有一个发生的概率。此外,事件超过15个,少于102代表低累积概率(0.13)。在第二个气候时期,有一个转变探测发生概率(相对频率分布)。与第一阶段相比,三个或更少的探测事件的发展每月有0.22的概率,而更多的探测事件的概率增加。探测事件6至15代表概率为0.33,这相当于两倍第一气候期(图的概率6(一))。此外,探测事件15至102有更高的概率概率在前面的两倍多。

HW事件期间,嗨发展日复一日,直到达到最高的价值。这个最大嗨定义最大HW振幅。在第一个气候时期,期间最大嗨HW事件34和36°C之间的收敛概率为0.29。事件与热天发生概率较低,比如你好等36至38°C概率为0.16。此外,统计参数,偏斜度和峰度,定义一个最大振幅分布左倾斜对称性较低(偏态=−0.26)和形状接近高斯分布(峰度=−0.02)。在接下来的17年,有明显的转变的最大HW峰值振幅最大嗨36至38°C和发生概率为0.42(图6 (b))。此外,一个分布形状变化检测。更强烈的左倾斜尾巴气候特点是在第二期(偏态=−0.58),而尖锐的峰(峰态= 1.28)描绘了一个偏离高斯分布第一气候期(图中观察到6 (b))。因此,IAR变暖所表达的对海温的变化,空气温度和嗨导致探测事件强化事件数量和振幅。

6。利用大气环流模型热浪投影

炎热指数计算模型是最近由作者使用NCEP再分析资料进行验证。低错误了,从1.0%到5%不等(66年]。炎热指数趋势分析了使用multimodel合奏的意思。两个场景,RCP4.5 RCP8.5,被选中代表地区变暖可能在21世纪。正嗨趋势每年0.041°C的速度预计在RCP4.5场景期间2026 - 2045。使用Mann-Kendall测试,这一趋势有合适的统计学意义值接近于零。相比之下,在过去的20年(2081 - 2100),嗨没有显示趋势而是可变性在嗨的平均值为29.1°C(图7(一))。增加快速嗨指出RCP8.5场景和第一未来气候期2026 - 2045年的增长率每年0.06°C。在第二个未来气候时期(2081 - 2100),加速嗨强化预计每年0.12°C的速度(图7 (b))。在这个场景中,趋势有适当的统计学意义值接近于零。

另一方面,嗨气候学计算相比,从2081年到2100年是对第一个未来气候。气候差异这两个未来的气候时期描绘了一个最大嗨2°C的变化(RCP4.5) 8月,虽然RCP8.5代表更高的嗨的场景变化的增量6.4°C(图7 (c))。这个RCP8.5场景项目最大的气候变化在每一个季节,由于更大的温室气体释放和大气中的浓度,导致温暖的大气层和可能发展更强的探测等极端事件。

正嗨变化场景RCP4.5和RCP8.5转化为探测事件增加和强化。在第一个场景中RCP4.5,未来气候时期2026 - 2045代表一个小的月平均探测(14事件),而124年平均事件。在同样的场景中,时间序列的平均热浪言论数量明显增加第二个未来气候时期(2081 - 2100)1848年每月158事件和事件每年平均在整个IAR(图8(一个)和表1)。这个探测时间演化对应场景RCP4.5分解成一个空间分布显示区域探测号区别这两个未来的气候时期。低探测事件预计在加勒比地区(2 - 8事件)在第一次未来的气候。大安的列斯群岛显示2和5之间探测活动事件,而中美洲和南美洲北部一些地方没有探测。实质性的探测活动是模拟在第二个未来气候,尤其是在加勒比地区与第二高事件增加对未来气候。大安的列斯群岛,包括古巴、多米尼加共和国、波多黎各,指出探测数量增加80年和100年之间的事件。中美洲、洪都拉斯和危地马拉描绘积极事件的数量差40到60岁,而第三最高HW事件增加主要集中在尼加拉瓜、哥斯达黎加、巴拿马(60 - 100事件)。南美洲北部遵循相同的趋势作为中美洲南部与中部哥伦比亚介于30和80事件的增加,加勒比海海岸线指出最高的事件(约100 - 120事件比第一未来气候期)。此外,委内瑞拉表示60 - 100事件的增加在21世纪的最后二十年(图8 (b))。

在第一个场景中RCP4.5分析之后,热浪数量分布表明一个发生的概率0.39开发1到10的热浪和0.23 10和20 2026 - 2045年期间发生的事件。在过去的20年里的21世纪,的概率分布与更高的概率明显改变了开发大量的热浪、10和80年0.35事件和100年和200年之间(图0.26事件8 (c))。另一方面,探测最大振幅概率分布显示高不对称性在第一气候期左倾斜尾巴(−1.4的偏斜度)和一个尖锐的高峰期,大量跟踪(峰度= 2.7)。因此,这个概率分布不遵循一个高斯分布,在炎热的一天活动大多倾向于最大嗨30至36°C概率为0.41。没有变化的分布形状最大探测时间2081 - 2100年期间,偏斜度和峰度−1.14和1.1,分别。此外,概率发展最大的热量指数30至36°C增加到0.48(图8 (d))。

第二个场景,RCP8.5,代表了一种更积极的IAR探测方面的发展。探测数量显著增加在炎热的一天活动确定后在这个场景中使用相同的阈值RCP4.5的场景。每月平均探测RCP8.5对应于34事件数量在第一未来气候,年平均增长了近三倍(356事件)RCP4.5场景。第二个未来气候代表一个有关强化月平均372事件和平均每年增加两倍半的场景RCP4.5(图9(一个)和表1)。探测变化对应场景RCP8.5显示为空间分布来确定高/低的地区,炎热的一天。在2026 - 2045年期间,大多数探测发展的加勒比地区,与大事件大安的列斯群岛(21 - 30事件),包括多米尼加共和国(12 - 18事件)和波多黎各(12 - 15事件)。在第二未来气候时期,巨大的热浪活动预计在整个地区,尤其是在中美洲和墨西哥110年至180年事件的增加在21世纪的最后二十年对未来气候。此外,南美洲北部表示更高的事件在140年到360年之间增加事件(图9 (b))。在这个场景中,加勒比中暑较低的区域活动,与古巴将在80年到100年之间增长的目标探测事件和多米尼加共和国在80年和140年之间的事件,和波多黎各描绘未来事件强化从80年到100年的事件。

另一方面,根据RCP8.5的场景中,有一个实质性的变化探测概率分布数量当气候时期进行了比较。在第二时期(2081 - 2100),一个更高的发展探测概率事件在204年和420年之间观察到的概率为0.54(图9 (c))。此外,探测最大振幅的概率为0.49开发活动以最大嗨34和36°C之间第一次未来的气候。左偏态分布(−0.91的偏斜度)和尖锐的峰值(1.44)的峰度是这一时期的特征。在21世纪的最后二十年,探测最大振幅分布的高斯分布偏态和峰态变化−−0.0472和0.4989,分别。此外,有明显的转变的最大嗨在探测事件。现在的最大振幅集中36至38°C(图0.41的概率9 (d))。

这些热浪的增加会导致更频繁的与热相关的疾病加剧热衰竭,甚至中暑(34,35,64年,65年,67年,68年]。高人口死亡率可能复发在未来,主要在老年人口和现有的医疗条件和没有空调系统。此外,为了减轻对健康有害的影响(31日,32),将需要更多的能源冷却室环境。

7所示。讨论和结论

本文探讨了当前嗨趋势和探测变化由于地区变暖,以及未来投影泛美地区RCP4.5下RCP8.5场景。

IAR气候学代表一个SST季节增加季节造成的空气温度在8月份的峰值将连同RH转化为最大高表达的人类不适嗨在本月达到顶峰。最热的季节特点是高谨慎区域热应力包括加勒比海地区以及墨西哥的尤卡坦半岛和南美的加勒比海岸。这种大面积与暖池季节扩张,在协议区域循环带拉伸深度在西方MDR,减少和SLP wind-evaporation-SST后反馈的过程。

显著的气候破坏被确定在1998年,加速空气温度和嗨增加今年以来积极率为0.03°C和每年0.07°C,分别。两个气候时期选择确定嗨和可行的变量的变化推动这种区域大气变暖。气候差异1999 - 2015和1948 - 1998年指出嗨强化0.74°C在LRS平均在IAR。一个清晰的逆变化是嗨和SLP发现之间的关系。此外,干燥的空气下沉加剧一起暖平流加强和弱冷平流趋势可以增加区域大气变暖。

加速嗨上升变化进行探测活动在LRS IAR。第二气候时期,强化检测探测活动,主要是由于负SLP变化,干燥的空气下沉增强,warm-weaker冷平流对人。此外,有明显的变化探测频率数量在过去的17年(1999 - 2015),以及探测最大振幅分布。

multimodel系综均值为未来你好和探测显示了未来IAR温暖的氛围,将大量的探测,尤其是21世纪的最后二十年,你好高值模拟。在RCP4.5的场景中,大量的探测活动预测,主要是在加勒比海地区。数量从2081年到2100年,探测概率分布变化明显,而最大振幅分布没有显示分布形状变化。尽管如此,有一个概率增加开发最大嗨30至36°C。在常态的情况下(RCP8.5),大规模的探测活动预计在整个地区,尤其是在中美洲、墨西哥,南美洲北部。此外,有一个变化在两种探测与最大数量和最大振幅分布形状嗨转向了间隔36-38°C。这些预测该地区社会经济的影响可能是重大的人类健康和能源需求预测,根据作者最近的报道(66年]。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。

确认

在高性能计算分析过程进行了在纽约城市大学的设施。这项工作是由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)教育合作项目奖NA11SEC4810004办公室,由美国国际开发署(USAID)在合作协议。援助- 517 - a15 - 00002和美国国家基金会。生态旅游- 1438324。