第九届青年地学论坛

未来热带大气环流如何变化，是众所关注的科学问题。然而关于未来预估热带大气环流有较大不确定性，特别是机理解释仍有较大争议。追溯过去，以古论今，通过开展和未来气候变化具有相似气候特征的晚上新世暖期气候模拟，分析热带大气环流对古增温的响应，一来可以减少未来预估的不确定性，同时亦可丰富我们对热带大气环流演变特征的认识。鉴于此，本研究基于上新世气候模拟国际比较计划目第二阶段（PlioMIP2）十二个地球系统模式模拟结果的分析，系统揭示晚上新世暖期哈德莱环流和沃克环流的变化特征：晚上新世暖期，北半球哈德莱环流在年均及冬夏季均呈现强度减弱趋势，其边界在年均和冬季向极地移动，夏季则向赤道收缩。南半球哈德莱环流则在年均和夏季强度增强，冬季减弱，其边界在全年均呈现极移现象。同时，太平洋沃克环流西边界显著西移，强度略有减弱，并呈现出明显的季节性差异。在此基础之上，我们提出了解释热带大气环流强度变化的新机制—即热带非绝热加热（冷却）不仅可合理刻画气候平均的哈德莱环流和沃克环流上升（下沉），其响应亦可合理反映哈德莱环流和沃克环流异常上升（下沉）的空间分布。因此，热带非绝热过程克服了大气静力稳定度在解释热带大气环流强度季节性响应差异的不足（静力稳定度一定程度上有助于定性理解热带大气环流对增温的响应）。因静力稳定度只是影响热带非绝热过程的一个因子，不难理解，热带非绝热过程表征热带大气环流强度的季节性变化优于静力稳定度。副热带静力稳定度增加和纬向风垂直切变均可通过抑制副热带大气斜压性，有利于晚上新世哈德莱环流边界向极移动。
 

上新世，PlioMIP2，哈德莱环流，沃克环流，非绝热加热/冷却，静力稳定度，副热带斜压性