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热带地区正在扩张,气候变化是罪魁祸首

2021-08-18

热带

最新研究表明,地球的热带正在向极地扩张,而这种扩张是由人类引起的海洋变化所驱动的。


热带地区像一条温暖的湿带包裹着地球的中部。地球的这一地区全年日照最直接,平均气温高,雨量大。然而,与热带地区郁郁葱葱的内部形成对比的是,这一地区的边缘是炎热和干燥的。


在过去的15年里,科学家们注意到这些干旱带正在向两极扩展,进入地中海、澳大利亚南部和加利福尼亚南部等地区。有趣的是,这些干旱地区在南半球的扩张程度要大于北半球,研究人员一直在努力找出到底是什么在推动这一趋势。


一项新研究认为,未能就确切的机制达成一致,部分原因是大多数研究人员找错了地方。这项新的研究发现,热带扩张主要是由气候变化引起的海洋变暖驱动的,而不是大气的直接变化。根据新的研究,南半球正在发生更大的变化,因为它有更多的海洋表面积。


热带扩张可能产生深远的经济和社会影响:这一过程可能改变风暴路径,并在加利福尼亚和澳大利亚等已经缺水的地方引发更严重的野火和干旱。


研究报告的作者说,新的发现提供了迄今为止最清楚的证据,证明热带扩张实际上主要是由气候变化驱动的。虽然自然的长期气候波动有助于观察到的趋势,但单凭这些变化无法解释已经发生的扩张程度。


作者认为,这意味着,气候变化可能已经对热带扩张做出了重大贡献,特别是在以海洋为主的南半球。


德国不来梅哈芬的阿尔弗雷德·韦格纳研究所气候科学家,新研究的主要作者胡扬说:“我们证明,亚热带海洋变暖的增强与自然气候振荡无关这是全球变暖的结果。”


令人不安的现象

2006年发表在《科学》杂志上的一篇论文宣布了一个令人不安的发现:在世界的某些地区,热带地区正在扩张。自从那篇论文发表以来,研究人员一直试图找出罪魁祸首。科学家根据卫星观测估计,这种扩大的速度为每十年0.25至0.5度。但是,如果不找出根本原因,他们就无法准确地模拟未来扩张的速度,或者它将影响到哪些地区。


一些研究人员认为,温室气体排放、臭氧层损耗和大气中的气溶胶是造成这种膨胀的原因。但是,气候模型使用这些变量来解释扩张,总是低估了这种转变的速度,也不能解释为什么某些地区发生了扩张,而其他地区却没有。这使得一些研究人员认为,热带扩张可以简单地用地球气候的自然振荡来解释。但自然变异并不完全符合科学家们已经观察到的模式。


海洋与大气

杨和同事们在2015年开始注意到热带扩张,当时分析了将温暖的海水带向两极的洋流。这让他们思考:如果热带扩张不是由大气变化驱动,而是由海洋变化驱动呢?


杨说,由于海洋和大气是高度关联的系统,通常很难分辨是哪个驱动了另一个。在这项新的研究中,杨和他的同事们分析了主要海洋环流中的水温,这些环流将温暖的海水带向两极,将冷水输送到赤道。他们利用卫星观测了1982年(观测开始的那一年)到2018年的海面温度,并将这些观测结果与追溯到1979年的热带扩张数据进行了比较。


他们发现,自19世纪中期全球变暖以来,亚热带海洋中积聚的过剩热量已将热带边缘和海洋环流推向两极。当研究人员将海洋漩涡的运动与热带扩张相比较时,他们发现两种现象相匹配:热带扩张发生在海洋漩涡向极地移动的地方。


科罗拉多博尔德大学大气与海洋科学系副教授克里斯托弗·卡瑙斯卡斯(Kristopher Karnauskas)说:“这篇论文真的给我留下了深刻的印象。实际上,没有多少论文可以真正研究海洋在热带扩张问题中的作用。”


参考文献:极地推进中纬子午温度梯度驱动的热带扩张,地球物理研究:大气(2020年)。 

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