《热带太平洋变率是气候预测成功的关键》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-05-30
  • 人类引起的温室效应正在使地球变暖,全世界的所有测量都一致地记录了这一点。但对未

    来几十年的预测仍显示出相对较大的不确定性。 然而,这种主要由温室气体排放引起的变暖在数年到

    数百年的时间尺度上被自然气候波动叠加。未来的气候预

    测必须包含这些变化。来自澳大利亚和德国的科学家团队 现已发现,特别是热带太平洋十年时间尺度上非常强烈的 自然气候波动对于了解未来气候发展非常重要。

    “我们已经了解热带太平洋长期强烈的自然气候变化,”该研究的主要作者, Mohammad Hadi Bordbar 博士解释道。“此外,在几十年的时间尺度上的气候预测显示出相对较大的差异。 在我们的研究中,我们想要找出在多大程度上有联系。”

    研究人员与来自新南威尔士大学的澳大利亚同事一起设计了一项研究,其中包括三种不同 的气候模型。他们以不同的初始条件开始了模型模拟,这些初始条件反映了热带太平洋地区的 自然变化。Matthew England 博士解释说:“结果清楚地表明,气候预测的大部分差异源于该地 区。”科学家们表示,除了模型改进之外,还需要更多更好的观测数据来提高气候预测的质量。

    (侯颖琳 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41467-019-09761-2
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    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-03-09
    • 本研究作者收集了东北太平洋地区的数据并分析了记录。他们还研究了全球科学家收集的几十年数据的总和。研究人员利用计算机建模,预测了10000~20000年前冰消期洪水的快速运动,显示出淡水从哥伦比亚河沿着海岸线向北流入阿拉斯加湾、横穿白令海峡和日本,最终向北流入白令海和北冰洋。淡水的密度比盐水小,像毯子一样坐在盐水上面,慢慢地和盐水混合。水层可以改变热量在海洋中的运动方式,从而导致气候不那么温和。哥伦比亚河沿着太平洋副热带地区向南和副极地地区向北的分界线流动。虽然洪水期流出的一些淡水向南流去并消散,但更多的淡水向北流去,像一条沿着海岸线的河流。模型结果显示,来自哥伦比亚河的水可以影响北太平洋的大部分地区,甚至可能渗透到北冰洋和大西洋。来自俄勒冈州的海洋地质学家们利用在洪水中存活的化石外壳上留下的化学“指纹”来追踪洪水的影响。2004年,研究者Mix带领一支探险队沿着洪水的路径收集泥沙芯,这些岩芯帮助了解洪水冲击的整个过程。研究人员利用来自贝壳和模型的数据,展示了1000多年来重复洪水如何冷却海洋,进而影响整个北美的气候。研究发现,流入北太平洋的淡水可以产生深远的影响,从而改变海洋温度,并在北美地区控制风向和风暴路径。在北太平洋发生的事情不会停留在北太平洋,而是会引起广泛而深远的变化。了解北太平洋的环流模式,可以让研究人员能够洞察随着地球变暖,更多的温水流入北太平洋可能发生的情况。研究者预计,未来北太平洋的河流流量会下降,水温会升高,这与上一个冰河世纪末的情况正好相反。但过去的情况仍然很丰富,因为它告诉我们北太平洋的环流系统是如何运作的。 相关论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/9/eaay2915 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)
  • 《印度洋-太平洋变暖正在改变全球降雨分布》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2019-12-31
    • 在最近几十年,受全球海洋温度升高的影响,横跨西太平洋和东印度洋的暖池面积也扩大了将近一倍。印-太暖池区已经是全球海洋最温暖的部分,并且每年都在扩大,其每年增加的面积相当于加利福尼亚的区域。暖池扩张是不均匀的,与印度洋相比,西太平洋海温变暖更明显。1977~1980年期间暖池海表面温度的变化与全球平均海表面温度的变化同时发生,随后是人为排放温室气体导致的全球变暖。值得注意的是,海表面温度的变化也与太平洋十年振荡(PDO)的正相位一致。暖池面积的扩张正在改变一种热带地区最主要的季节内变率,即MJO。MJO的活动是一种海气耦合的对流现象,因此对热带海表面温度的依赖性很大,当海表面温度较高时,MJO活动通常较高。理想化全球变暖情景下的数值模式实验表明,热带海洋表面温度的升高会导致MJO活动有组织地向东传播速度加快,尽管基于观测解释MJO速度加快尚待进一步研究。整个热带盆地的快速升温并不一致,观测显示在赤道地区,11月至次年4月期间最大的变暖是发生在东印度洋-西太平洋暖池上空,当时MJO是活跃的。 MJO是一种海-气耦合现象,其特征是云、降水、风和气压等扰动在赤道地区向东移。MJO活动会导致大部分海洋大陆的平均降雨量有所增加,印度洋-太平洋变暖引起的大尺度环流变化和PDO相位也可能与MJO相互作用,从而影响该区域降水的变化。MJO活跃位相作用下,一系列雨云在热带海洋上空从非洲的塞舌尔向东印度洋和西太平洋移动,这将影响从印度季风到美国热浪和洪水的方方面面。MJO的变化给中太平洋、美国西部和东部沿海、印度北部、东非和中国长江流域带来了较大的降水量。研究结果表示,这些变化也将导致澳大利亚北部、亚马逊河流区域、非洲西南部和东南亚的降雨量增加。美国国家海洋和大气管理局将准确的天气预报范围扩大到2~4周,而MJO是这项事业成功最重要的关键之一。本文的研究提供了一个关键的基准,根据本文在气候变化中模拟MJO活动的能力,来确定哪些计算模式可用于大范围天气预报。 尽管整个印太暖池区已经变暖,但温度升高最大的区域出现在西太平洋上空,温度变化的不对称性会形成了纬向的温度梯度,将湿度较大的大气从印度洋输送到西太平洋,从而加强了云层的形成。这改变了MJO的生命周期,这些云层在印度洋上空停留的时间从平均19天缩短到15天。在西太平洋上空,云层又停留了5天。研究人员发现,正是由于MJO驱动的云层停留地区的变化,导致了全球的天气变化。气候模式结果表明,印度洋-太平洋的持续变暖极有可能进一步加剧全球降雨分布的变化。这意味着,我们需要加强海洋观测阵列,以准确监测这些降水的变化,进一步改进我们的气候模型,以便更准确的预测全球变暖带来的影响。 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)