自然和人為強(qiáng)迫誘發(fā)不同的全球降水量變化

由于全球變暖,降水量在高緯度地帶和熱帶地區(qū)呈現(xiàn)增加的趨勢,在原本比較干旱的副熱帶地區(qū)則呈現(xiàn)減少的趨勢;然而目前學(xué)界對(duì)這種變化的幅度和詳細(xì)區(qū)域性特征還存在很多爭論.眾所周知,厄爾尼諾現(xiàn)象表明跨熱帶太平洋表面的溫度梯度對(duì)全球降雨量有強(qiáng)烈影響.有關(guān)古氣候變化的證據(jù)表明,在過去的幾個(gè)時(shí)期,隨著地球由于太陽輻射增加而變暖,較暖的西太平洋和較冷的東太平洋的溫度差異在增加,這與多數(shù)模型預(yù)測的隨溫室效應(yīng)引起的全球氣溫升高跨熱帶太平洋表面的溫度梯度會(huì)減小相矛盾;造成這一矛盾的原因,目前尚不明確.Liu等基于氣候模型的模擬結(jié)果表明,當(dāng)全球氣候變暖是由太陽輻射增加引起時(shí)跨熱帶太平洋表面溫度梯度增加,當(dāng)變暖是由溫室氣體的輻射強(qiáng)迫增強(qiáng)引起時(shí)溫度梯度減小;地球表面升高相同的溫度,當(dāng)由溫室氣體輻射強(qiáng)迫增強(qiáng)引起時(shí)會(huì)導(dǎo)致降水減少(尤其是在熱帶地區(qū)更為明顯;這也解釋了模型模擬結(jié)果中二十世紀(jì)晚期比中世紀(jì)暖期暖,但降水量卻比中世紀(jì)暖期少這一現(xiàn)象),當(dāng)由太陽輻射增加引起時(shí)會(huì)導(dǎo)致降水增加.根據(jù)對(duì)流層能量收支平衡理論,對(duì)流層降水潛熱釋放和輻射冷卻之間要保持平衡.增加的溫室氣體等于為對(duì)流層增加了輻射吸收體,而增加的太陽輻射集中在地球表面,與后者相比,前者減少了對(duì)流層對(duì)外輻射冷卻,因而不需要增加降水釋放熱量來保持對(duì)流層熱量收支平衡.因此,由溫室氣體增加引起的全球變暖與由太陽輻射增加引起的暖化產(chǎn)生不同的氣候變化特征.

鄧彥閣 譯自Nature, 2013,493:656-659