全球平均温度相较于工业化革命前期的上升幅度预估是当下气候变化研究的热点问题。虽然2℃和1.5℃阈值被广泛关注，但由于气候系统的复杂性，更高水平的升温同样值得研究。  

　　中国科学院大气物理研究所姜大膀研究员团队根据39个CMIP5模式的试验数据，预估了4℃全球变暖发生的时间以及相应的温度和降水变化。在多模式中位数中，4℃全球变暖发生在2084年，届时年和季节温度大幅升高，降水主要在低纬和高纬增加，在副热带减少。全球变暖4℃背景下，年和季节增温在陆地高于海洋；除夏季外，最强增温发生在北极。文章于2018年5月18日正式发表于Adv. Atmos. Sci.（https://doi.org/10.1007/s00376-018-7160-4）.  

　　为什么4℃升温阈值很重要？  

　　由于《巴黎协定》提出“把全球平均气温较工业化前增幅控制在2℃以内，并尽最大可能限制升温幅度在1.5℃以内”这一目标，目前针对此阈值已有广泛研究。然而由于气候系统的热惯性，复杂性及全球碳循环反馈过程，同时由于全球温室气体减排政策实施的高度不确定性，全球变暖可能会达到超过2℃的更高水平。特别需要指出的是，世界银行于2012年专门发布的一份有关未来4℃全球变暖情景的特别报告，其中明确指出：当全球升温相对于工业化前达到4℃时，将会发生更多破纪录的热浪、洪水和严重干旱等极端天气气候事件，对自然生态系统和人类社会造成严重威胁。   

　　姜大膀研究员说：“我们所预估的4℃全球变暖的发生时间是基于RCP8.5情景。即如果在没有任何缓解措施下温室气体持续排放，39个CMIP5气候模式预期在2084年达到4℃全球变暖。”  

　　为应对气候变化所带来的风险，气候平均值变化及其与自然内部变率的比值更值得关注，因为这直接关系到气候变化信号是否被显著察觉。研究团队除了关注气候变量自身的变幅以外，还研究了相应的信噪比。信噪比即为气候变化信号与噪音的比值。本文中气候变化信号是指4℃全球变暖情景下温度和降水相对于工业化前的变化，气候系统的自然内部变率即为噪音。  

　　文章第一作者王晓欣等认为：“在4℃全球变暖背景下，全球年和季节温度增幅均超过其自然内部变率，全球平均的年和季节温度变化的信噪比分别为9.6和6.3～7.2，其中信噪比最大值出现在印度尼西亚和赤道西太平洋局部，在非洲、南美洲北部和北极地区均存在信噪比高值区；降水主要在副热带减少，在极地、欧亚大陆北部和北美洲北部增幅较大并超过其自然内部变率，全球平均的年和季节降水变化的信噪比分别为0.5和0.2～0.4；多模式预估的温度变化有较高的一致性，降水变化的不确定性较大，特别是在中纬和低纬地区。” 

　　4℃全球变暖背景下，全球范围内温度增幅均远大于其自然内部变率，信噪比最大值出现在低纬度地区。降水在副热带地区减少，在高纬度增加。大部分高纬度地区的降水超过其自然内部变率。   

　　文章还指出：在未来较高全球温升水平情景下，相比于气候平均值改变，气候变化与其自然内部变率的比值更加值得关注。 　  

　　Reference: Wang, X. X., D. B. Jiang, and X. M. Lang, 2018: Climate change of 4°C global warming above pre-industrial levels. Adv. Atmos. Sci., 35(7), 757–770, https://doi.org/10.1007/s00376-018-7160-4 .   

　　该研究被选为《大气科学进展》2018年第7期封面文章