每年夏天,气候变化都会以季节性季风的形式为东南亚大部分地区带来持续的风雨。一般认为,造成季风的原因是陆地变暖和海洋相对变冷之间的温差越来越大。但在很大程度上,季风的强度和时间是难以预测的,每年有数百万农民依赖季风。
现在,麻省理工学院的科学家们发现,大气风与印度南部海域之间的相互作用对南亚季风的强度和时间产生了重大影响。他们近期发表在《气候杂志》(Journal of Climate)上的研究结果显示,随着夏季太阳加热印度次大陆,它也会引发横扫印度洋和南亚陆地的强风。当风向北推进时,它们也将海水推向南方,就像跑步者推着跑步机的传送带一样。研究人员发现,这些向南流动的海水起到了传递热量的作用,冷却了海洋,实际上增加了陆地和海洋之间的温度梯度。他们说,这种海洋热传输机制可能是控制季节性南亚季风以及世界其他季风系统的新旋钮。
传统上,科学家们一直把喜马拉雅山作为南亚季风的关键影响因素,认为巨大的山脊可以阻挡来自北方的冷风,使印度次大陆隔离在一个温暖的茧中,并增强了陆地和海洋之间的夏季时差。
Lutsko和Marshall怀疑,如果他们要开发一个包含海洋动力学的季风模型,这些影响将减弱季风的强度。他们的预感是基于以前的工作,Marshall和他的同事们发现,风力驱动的海洋环流使热带辐合带(ITCZ)的变化最小,ITCZ是一个靠近赤道的大气辐合带,通常会产生大面积剧烈的雷暴。众所周知,这个广阔的大气湍流区域会在北半球和南半球之间季节性地发生移动,Marshall发现海洋在这些变化中扮演着重要角色。
Marshall说:“基于海洋ITCZ一直移动的想法,我们认为海洋也会抑制季风。”“但事实证明它实际上加强了季风。”
在绘制了一个季风系统的简单模拟之后,研究人员得出了这个意想不到的结论。他们建立了一个数值模型,在不同的情景下进行了一些模拟。他们观察到向陆地吹来的风促使海水往相反的方向流动,将热量带离最靠近陆地的水域。这种风与海洋的相互作用对陆地上形成的任何季风都产生了显着影响:这种相互作用越强,风与海洋之间的耦合越强,陆地和海洋温度的差异越大,随之而来的季风强度越强。
有趣的是,他们的模型不包括任何种类的喜马拉雅结构;然而,他们仍然能够仅仅通过海洋和风的影响产生季风。
最终,他们的工作可能有助于解释为什么南亚季风是世界上最强的季风系统之一。北部的喜马拉雅山脉起到了暖化陆地的作用,南部的海洋从附近的水域带走热量,两者的结合为地球上最强烈、持续时间最长的季风之一创造了极端的温度梯度。
在未来的工作中,研究人员计划利用他们对海洋作用的新发现,以帮助解释更早以前的季风变化。
(侯颖琳 编译;於维樱 审校)