本報訊(記者張行勇)近日,中科院地球環境研究所副研究員解小寧等利用降水變化的驅動和響應模式比對計劃(PDRMIP)框架下的9個全球海—氣耦合模式試驗結果,研究了10倍黑碳氣溶膠和2倍二氧化碳對亞洲夏季風和降水的影響,對比分析了黑碳與二氧化碳含量增加引起的區域氣候環境效應的異同。相關成果發表於《大氣化學與物理學》。
黑碳氣溶膠作為大氣溶膠的重要組分,主要產生於化石燃料和生物質燃料燃燒過程。近年來人口增長和經濟發展使亞洲成為世界上黑碳排放的主要源區。
該研究中,PDRMIP多模式集成結果顯示,黑碳氣溶膠和二氧化碳都可以顯著增加亞洲季風區夏季有效降水量,分別增加13.6%以及12.1%。但是,黑碳氣溶膠引起的有效降水量增加在不同模式間存在著更大的差異。水汽收支分析顯示,黑碳氣溶膠引起的亞洲季風區有效降水量增加主要是加強的季風環流引起的動力項增加,而二氧化碳引起的有效降水量增加則是水汽相關的熱力項增加。
從大氣環流角度看,黑碳氣溶膠引起的大氣低層季風環流以及向上垂直風速有更加明顯的增加,同時伴隨著大氣高層西風急流軸顯著性北移;而二氧化碳引起季風環流以及西風急流軸的變化則不顯著。
研究人員認為,黑碳氣溶膠及二氧化碳引起亞洲夏季風變化的機制差異主要來源於不同強迫引起的溫度反饋。黑碳氣溶膠的增加直接加熱中緯度對流層上層大氣,增加高層南北海陸熱力梯度,加強季風系統動力環流;而二氧化碳主要加熱赤道對流層上層大氣,使得高層海陸梯度明顯減小,抑制季風系統動力的發展。
相關論文信息:https://doi.org/10.5194/acp-20-11823-2020
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