首次證實平流層直接影響地球氣候

在高高的平流層上，一股旋風(fēng)刮過，也許很少有人注意到，這股高空旋轉(zhuǎn)氣流可能會攪動海洋深處。新巨型計算機模擬效果顯示，平流層旋風(fēng)在攪動地球海洋的同時也能幫助塑造全球氣候。

科學(xué)家曾指出，距離地面10公里到50公里的平流層的活躍程度會對其下的對流層產(chǎn)生一定影響。他們還了解到，對流層能影響海洋的環(huán)流模式，從而帶來天氣的變化。

而今年早些時候發(fā)表的相關(guān)研究報告曾暗示，平流層中發(fā)生的氣象事件也可能直接影響海洋，但是這些發(fā)現(xiàn)主要基于一個簡單的氣候模型和計算機模擬——僅僅建模了相對較短的260年內(nèi)的平流層。

通過深入研究有關(guān)平流

首次證實平流層直接影響地球氣候

在高高的平流層上，一股旋風(fēng)刮過，也許很少有人注意到，這股高空旋轉(zhuǎn)氣流可能會攪動海洋深處。新巨型計算機模擬效果顯示，平流層旋風(fēng)在攪動地球海洋的同時也能幫助塑造全球氣候。

科學(xué)家曾指出，距離地面10公里到50公里的平流層的活躍程度會對其下的對流層產(chǎn)生一定影響。他們還了解到，對流層能影響海洋的環(huán)流模式，從而帶來天氣的變化。

而今年早些時候發(fā)表的相關(guān)研究報告曾暗示，平流層中發(fā)生的氣象事件也可能直接影響海洋，但是這些發(fā)現(xiàn)主要基于一個簡單的氣候模型和計算機模擬——僅僅建模了相對較短的260年內(nèi)的平流層。

通過深入研究有關(guān)平流

層和海洋之間的聯(lián)系，位于美國鹽湖城的猶他大學(xué)的氣象科學(xué)家Thomas Reichler和同事們重新考證了美國國家海洋和大氣管理局發(fā)明的一個著名的氣候模型得出的模擬結(jié)論，該氣候模型編輯了4000年里的大氣和海洋條件，并且將其與過去30年里收集的天氣和海洋數(shù)據(jù)進行了比較。新研究結(jié)果顯示，平流層風(fēng)和海浪下方2千米的洋流之間有著令人驚訝的聯(lián)系。研究人員近期在《自然—地球科學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上報告了利用氣候模型得出的這一新發(fā)現(xiàn)。研究人員指出，平均每兩年平流層會被突然加熱幾十度，這樣一來，時速130公里的平流層風(fēng)形成的極地渦旋環(huán)繞著北極地區(qū)，這種極渦在兩個月里能減弱或者改變方向——圍繞北極點由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向。同時，科學(xué)家得出的氣候模型顯示，幾十年來，這些變暖事件戲劇性地擾亂著海洋表面，影響著大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流的流動。大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流就像一個傳送帶，將海水圍繞地球傳送。

“平流層產(chǎn)生的這些影響能夠解釋我們在海洋中發(fā)現(xiàn)的大約30%的振動?！盧eichler說，“我們發(fā)現(xiàn)大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流存在一個‘阿喀琉斯之踵’：格陵蘭島南部的北大西洋上的一個地區(qū)極為脆弱?！边@個地區(qū)對于來自大氣的即使輕微地加溫或冷卻都十分敏感——海水的溫度影響其下沉的幅度，從而導(dǎo)致驅(qū)動或延緩海洋傳送帶。“我從未考慮過數(shù)千公里高的大氣中的天氣事件會深遠影響著海洋深處?！泵绹髿夂铜h(huán)境研究所的氣象學(xué)家Judah Cohen表示，“這項研究是對天氣系統(tǒng)驚人復(fù)雜性的又一例證，各個部分之間如何關(guān)聯(lián)使得對其進行模擬極為困難?！?/p>

另外，這些發(fā)現(xiàn)暗示，氣候模型的建立不能像以往一樣忽略平流層的作用。但是，Reichler警告說，目前尚不清楚平流層對于天氣的影響到底有多大。另一方面，平流層爆發(fā)性增溫事件是由對流層上升氣流驅(qū)動的，“因此，有人認(rèn)為對流層是所有事件的原發(fā)性原因?！?Reichler提到，“我認(rèn)為平流層對這些來自對流層的氣流影響進行了擴大，才最終影響了海洋，但是，這一問題還需要進一步研究確定?！?/p>

Stratosphere wind changes affect seas and climate, study shows

Changes in the winds high in the stratosphere aff ect the seas and climate, according to a new study.The research from the University of Utah study suggests changes in winds from 15-30 miles up hit at a vulnerable "Achilles heel" in the North Atlantic and alter miledeep sea circulation patterns that change the weather.The findings have been published in the online journal Nature Geoscience.

Senior author Thomas Reichler says, "We found evidence that what happens in the stratosphere matters for the ocean circulation and therefore for climate."

It was already realised that changes in the stratosphere, between 6-30 miles above Earth, affect what happens in the troposphere, which stretches from Earth's surface up to six miles or about 32,800 feet up and where weather occurs.

It was also known that global circulation patterns in the seas, caused mainly by changes in water temperature and saltiness, infl uence global climate.

Associate professor of atmospheric sciences at the university, Thomas Reichler, says, "It is not new that the stratosphere impacts the troposphere.It also is not new that the troposphere impacts the ocean.But now we actually demonstrated an entire link between the stratosphere, the troposphere and the ocean."

Thomas Reichler carried out the research with University of Utah atmospheric sciences doctoral student Junsu Kim, atmospheric scientist Elisa Manzini and oceanographer Jürgen Kr?ger, from the Max Planck Institute for Meteorology based in Hamburg, Germany.The study was fi nanced by the University of Utah.

The team used weather observation data supercomputer simulations of 4,000 years of weather to reveal a surprising association between decade-scale, alterations in stratospheric wind patterns called the polar vortex, and rhythmic differences in deepsea circulation patierns.