An assessment of the impact of external forcing and internal variability on the warming of the East Asian region

Abstract

This study investigates the contributions of external forcing and internal variability to the multidecadal variations in the warming rate of East Asia. By separating the warming rate into external forcing and internal variability, the examination reveals that external forcing contributes approximately 0.09 K decade-1 to the overall warming rate, whereas internal variability accounts for a standard deviation of 0.08 K decade-1. Moreover, it is revealed that East Asia exhibits a higher contribution of both external forcing and internal variability to the warming rate compared to other regions globally. In exploring the sources of external forcing and internal variability, the examination reveals that greenhouse gases contribute 0.11 K decade-1 of warming, aerosols provide a cooling effect of -0.07 K decade-1, and natural forcing has a smaller impact of 0.01 K decade-1 on overall warming rate of East Asia. Through the application of the multiple linear regression (MLR) method, it is determined that the Indian Ocean Basin Mode (IOBM) plays a significant role as the primary contributor to the temperature series in East Asia. By examining historical simulations and future climate scenarios, it is suggested by the results that the future impact of external forcing will surpass that of historical simulations, whereas the influence of internal variability is projected to decrease. Consequently, in future climate scenarios, the contribution of external forcing becomes more significant than that of internal variability in driving East Asia's warming rate. The contribution of external forcing components remains consistent across models, with variations observed in greenhouse gases, aerosols, and natural forcing. Conversely, internal variability exhibits substantial variations among models, with each climate modes displaying diverse contributions. These findings enhance our understanding of the factors shaping climate variations in East Asia and provide valuable insights into the regional and global implications of external forcing and internal variability.;최근 지구온난화가 심해지고 있는 상황에서 동아시아는 다른 지역에 비해서 온도 상승률이 높다. 그럼에도 불구하고 동아시아의 온난화율에 대한 연구는 충분히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 수십 년간의 동아시아 온난화율 변동을 외부강제력과 내부변동성으로 나누고 그것들의 기여를 관측과 모델에서 살펴보았다. 이를 통해 관측의 동아시아 온난화율에 대해서 외부강제력은 약 0.09 K decade-1 기여하고, 내부변동성은 0.08 K decade-1 기여한다는 것을 알 수 있다. 또한, 외부강제력과 내부변동성을 구성하는 요소들을 분석하여 각각에 대한 기여를 만드는 요소들의 역할을 살펴보았다. 외부강제력에 대해서 온실가스는 0.11 K decade-1의 온도 상승, 에어로졸은 -0.07 K decade-1의 온도 하강에 기여하고, 자연변동성은 0.01 K decade-1로 앞의 두 요소에 비해서 기여가 작다. 다중 선형회귀분석을 사용하여 동아시아 온난화율 내부변동성에 대한 요소들의 기여를 살펴보았는데, Indian Ocean Basin Model (IOBM)이 가장 기여를 많이 하는 기후모드이다. 관측에서 사용한 방법을 동일하게 과거 시뮬레이션과 미래기후시나리오에 적용함으로써 미래기후시나리오에서는 동아시아 온난화율에 대한 외부강제력의 기여가 커지고, 내부변동성의 기여가 작아지는 것을 알 수 있다. 모델에 대해서 외부강제력을 구성하는 요소들을 분석하였을 때 관측과 동일한 양상을 보인다. 반대로, 내부변동성과 같은 경우에는 모델별로 다양한 기후모드들의 기여를 볼 수 있다. 이러한 연구 결과는 동아시아 온난화율을 형성하는 요인에 대한 이해를 높이고, 외부강제력과 내부변동성의 지역적, 세계적 의미에 대한 통찰력을 제공한다.