遲滯的海洋慢響應(yīng)主導(dǎo)未來熱帶降水變化

工業(yè)革命以來，化石燃料的大規(guī)模使用，導(dǎo)致具有溫室效應(yīng)的CO2被大量排放至大氣中，引起全球氣候變暖。目前大量研究聚焦于CO2濃度上升期的區(qū)域氣候變化，然而在未來碳中和愿景實(shí)現(xiàn)后，當(dāng)CO2濃度開始下降時，已經(jīng)變化的氣候會原路返回嗎？熱帶降水作為全球能量和水份循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，其空間分布的變化通過大氣環(huán)流影響著全球的區(qū)域氣候。它在二氧化碳濃度上升和下降期的變化是否一致？背后是什么過程主導(dǎo)其在上升和下降期的變化？

近日著名綜合期刊Science Bulletin在線發(fā)表了中科院大氣所黃平研究員課題組最新成果，該研究通過分析CO2移除模式比較計劃中的理想試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CO2濃度上升和下降期的熱帶降水變化在空間型上存在明顯差異，這種非對稱的降水變化是由兩種不同時間尺度的海洋響應(yīng)所導(dǎo)致。

其中快響應(yīng)的貢獻(xiàn)基本與CO2濃度隨時間的變化一致，慢響應(yīng)的貢獻(xiàn)在CO2濃度下降期占主導(dǎo)，且其在赤道東太平洋處的類厄爾尼諾型增暖可引起較強(qiáng)的熱帶降水變化。因此，相對于CO2濃度變化較為遲滯的慢響應(yīng)，其貢獻(xiàn)的時間演變及其引起的較強(qiáng)熱帶降水變化共同導(dǎo)致了熱帶降水的非對稱變化。

“我們的研究表明，在未來全球增暖開始下降時，熱帶降水變化可能并不會如約恢復(fù)，而是帶來不同的災(zāi)害風(fēng)險”，文章作者黃平研究員強(qiáng)調(diào)。

該文章由中國科學(xué)院大氣物理研究所周士杰博士、黃平研究員、黃剛研究員、王林研究員以及美國斯克利普斯海洋研究所謝尚平教授合作完成。

圖1 理想CO2強(qiáng)迫試驗(yàn)（1pctCO2和1pctCO2-cdr）的（a）CO2濃度（綠色）、全球平均地表溫度變化（紅色）和降水變化（藍(lán)色）曲線，CO2濃度（b）上升期和（c）下降期增溫2℃時的熱帶降水變化。

圖2 理想CO2強(qiáng)迫試驗(yàn)（1pctCO2和1pctCO2-cdr）在CO2濃度（a）上升期和（b）下降期增溫2 ℃時的熱帶海表溫度變化，（c）快響應(yīng)和（d）慢響應(yīng)的熱帶海表溫度變化及去掉熱帶區(qū)域平均后的（e和f）相對海溫變化，（g）快響應(yīng)（藍(lán)色）和慢響應(yīng)（紅色）以及兩者之和（品紅色）對全球平均增暖（黑色）的貢獻(xiàn)曲線。