气候模型说,全球变暖会让赤道太平洋的海表温度梯度变弱;观测记录却显示,这个梯度在变强。同一个太平洋,两套证据指向相反方向,这个矛盾在气候研究里已经悬了不短时间。一项新研究给出的解释是:两边可能都没看错,只是各自看到了不同阶段。
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先说清楚这个梯度是什么。赤道太平洋的海表温度并不是均匀的,通常西边暖、东边凉,这个东西向的温差就是海表温度梯度。它管着热带地区的大气环流和降雨,也牵动全球气候对温室气体的敏感程度。正因为它这么关键,气候预估要靠谱,模型就必须把这个梯度算对。
矛盾就出在这里。模型在增暖情景下普遍算出梯度减弱,观测却记录到梯度增强,而且增强伴随着赤道东太平洋的降温。一个说变平,一个说变陡,方向完全相反。
Olonscheck 和 Kang 在 AGU Advances 上发表的这项研究,用的是 abrupt 4x CO2 情景下的模型模拟,也就是让二氧化碳浓度突然升到工业化前的四倍,然后看系统怎么响应。他们在这种模拟里识别出赤道太平洋增温的两阶段转换:先是海表温度梯度增强,随后转入长期减弱。
第一阶段为什么会增强?研究给出两条来路。一条是赤道本地的强迫,涉及海洋环流的变化;另一条来自北半球赤道以外的远程强迫,涉及大气反馈。两条路径叠加,把梯度先推向了增强一侧。
然后,快速的响应过去,慢速的海洋调整接手,梯度才转向减弱。换句话说,观测到的增强和模型算出的减弱,可能对应的是同一过程的不同时间窗口,而不是两套互相打架的事实。
这项研究的意义在于,它把海洋动力学和远程强迫放进了同一个框架里解释增温型态的变化,也为理解全球变暖之后的海洋反馈提供了新的线索。研究者表示,这些发现有助于改进未来气候变化情景下的预估。
需要留意的是,这是基于 abrupt 4x CO2 情景的模拟结果,两阶段转换是在模型中识别出来的。真实海洋的调整节奏有多慢、观测记录能否完整覆盖这个转换过程,仍是需要继续跟进的环节。
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