自然和人為強迫誘發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呈現增加的趨勢,在原本比較干旱的副熱帶地區則呈現減少的趨勢;然而目前學界對這種變化的幅度和詳細區域性特征還存在很多爭論.眾所周知,厄爾尼諾現象表明跨熱帶太平洋表面的溫度梯度對全球降雨量有強烈影響.有關古氣候變化的證據表明,在過去的幾個時期,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,這與多數模型預測的隨溫室效應引起的全球氣溫升高跨熱帶太平洋表面的溫度梯度會減小相矛盾;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果表明,當全球氣候變暖是由太陽輻射增加引起時跨熱帶太平洋表面溫度梯度增加,當變暖是由溫室氣體的輻射強迫增強引起時溫度梯度減小;地球表面升高相同的溫度,當由溫室氣體輻射強迫增強引起時會導致降水減少(尤其是在熱帶地區更為明顯;這也解釋了模型模擬結果中二十世紀晚期比中世紀暖期暖,但降水量卻比中世紀暖期少這一現象),當由太陽輻射增加引起時會導致降水增加.根據對流層能量收支平衡理論,對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,前者減少了對流層對外輻射冷卻,因而不需要增加降水釋放熱量來保持對流層熱量收支平衡.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生不同的氣候變化特征.

鄧彥閣 譯自Nature, 2013,493:656-659