大氣所關於熱帶降水對全球變暖響應機制的研究取得新成果

2020-12-05 中國科學院

近日，國際著名期刊Nature Geoscience在線發表了中科院大氣物理研究所季風系統研究中心題為「熱帶降水對全球變暖的季節響應」的最新研究成果。這項研究創新性提出全球變暖下熱帶降水的變化的分布是由目前的氣候平均降水分布和未來海溫增長的分布型共同決定的，這是全球變化動力學理論的重要進展。

熱帶降水對全球能量分配、區域氣候、旱澇災害等至關重要，降水的變化是大氣對全球增暖響應的核心問題。近年來，關於降水對全球變暖的響應機制，國際上形成了兩種不同的觀點：一種觀點認為，在目前多雨地區降水將增加；而另一種觀點則認為：降水的增加集中在未來海溫增加較多的區域。而以上兩種理論在解釋降水變化的季節循環時均和模擬結果有出入。

本研究根據最新的CMIP5數值模式資料發現，以上兩種機制並非互相牴觸而實為互補，二者分別說明了引起降水變化的兩個方面，共同構成了降水變化的空間和季節分布特徵。研究表明，在全球變暖下，海溫分布型將在赤道地區引起上升運動異常，而在兩側形成下沉運動異常，這一影響常年保持不變；同時，氣候平均的上升運動將全球變暖下更溼的大氣抬升引起降水增加，而這一影響是隨著季節變化南北擺動。海溫變化和氣候平均環流分別控制了動力和熱力變化過程，二者疊加形成了熱帶降水變化的季節和空間分布型。

本研究構建了全球增暖下即有氣候平均狀態和未來氣候變化相互作用的完整圖像，成功解釋了降水季節循環的變化，加深了對全球變化大氣動力學理論的認識。特別是研究重點關注熱帶降水的季節循環變化，這對預估我國季風氣候對全球變暖的響應具有指導性意義。文章已被最新的IPCC AR5評估報告引用。

論文第一作者和通訊作者為黃平博士，文章合作者包括美國Scripps海洋研究所謝尚平教授和黃榮輝院士課題組成員。

該項目得到科技部973項目和國家自然科學基金青年基金項目的聯合資助。

論文連結

圖註：熱帶降水對全球變暖響應機制示意圖。季節平均氣候態降水(左下)和海溫增長分布型(右下)分別影響了降水變化的熱力分量(左中)和動力分量(右中)；這使得熱力和動力分量分別具有氣候態降水和海溫分布型的空間和季節變化特徵；二者疊加共同形成了熱帶降水變化(上)。

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