近期发表在《Nature Geoscience》杂志上的一项新研究解决了有关热带大气环流的争论。Hadley环流是一个由于赤道周围不同纬度的太阳能加热不均匀而发生的全球热带大气环流模式,它会导致赤道周围的空气上升至约10~15公里,向两极流动,在亚热带地区下降,然后沿着地球表面流回赤道。气候科学家对这种环流进行了广泛的研究,因为它控制着亚热带地区的降水,并且还形成了一个称为热带辐合带的区域,产生了一系列强降水风暴。
这项由哥伦比亚工程博士后研究员Rei Chemke和气候科学家Lorenzo Polvani领导的研究解决了气候模型与再分析之间的巨大差异,这些差异是由于人为排放导致北半球Hadley环流可能加强或减弱。从历史上看,气候模型显示北半球Hadley环流逐渐减弱。在过去的四十年中,将模型与观测和卫星数据相结合的再分析结果恰恰相反,北半球的Hadley环流加强了。再分析为科学家提供了大气状态的最佳近似,并广泛用于确保模型模拟正常运行。
模型和再分析之间趋势的差异带来的问题远远超出了Hadley环流是否会削弱或加强,如果两者不一致,这意味着模型或再分析是有缺陷的。为了找出这种差异的原因,科学家们仔细研究了影响环流的各种过程,确定潜热是导致不一致的原因。
该论文的研究结果支持了从各种模型中得出的先前结论:Hadley环流正在减弱。“与全球变暖有关的最大气候信号之一是亚热带的干旱,这个地区的降雨量很少,”Polvani教授解释说。“Hadley环流是亚热带降水的重要控制因素。因此,Hadley环流强度的任何变化都会导致该地区降水的变化。这就是为什么重要的是确定,作为人为排放的结果,Hadley环流将在未来几十年内加速或减速。”但这些研究结果的共鸣远远超出了有关研究的范畴。解决科学研究中的矛盾结果对于保持科学界的准确性和完整性至关重要。由于这项新研究,科学家们现在更加确信模型是气候预测的可靠工具。
(侯颖琳 编译;於维樱 审校)