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| 中國海洋大學在熱帶氣候變化研究領(lǐng)域取得重要進展 |
| http://www.netislanduk.com 2025年3月6日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學中心/物理海洋教育部重點實驗室在熱帶氣候變化研究領(lǐng)域取得重要進展，研究成果以“Hot season gets hotter due to rainfall delay over tropical land in a warming climate”（全球變暖下熱帶陸地降雨延遲導(dǎo)致熱季更熱）為題發(fā)表于Nature Communications（《自然·通訊》）期刊。研究發(fā)現(xiàn)了全球變暖下“熱季更熱”（hot-season-gets-hotter）現(xiàn)象，并揭示熱帶降水季節(jié)延遲在其中的關(guān)鍵作用。成果由中國海洋大學“青年英才工程”第一層次宋豐飛教授為第一作者兼通訊作者，物理海洋教育部重點實驗室/海洋與大氣學院/未來海洋學院在讀博士生董洪強為共同第一作者，聯(lián)合國內(nèi)外專家學者共同完成。
熱帶地區(qū)承載全球40%的人口和80%的生物多樣性，且人口在全球范圍內(nèi)增加最為迅速。探究全球變暖對熱帶氣候的影響是認識未來熱帶氣候宜居性的一個關(guān)鍵科學問題。在年循環(huán)尺度上，熱帶主要呈現(xiàn)雨季和干季之分。一年之中最熱的時候往往是雨季開始之前，一旦雨季爆發(fā)，高溫酷暑將會得到極大緩解。前期研究顯示全球變暖下大多數(shù)熱帶陸地季風區(qū)將會出現(xiàn)顯著的降雨季節(jié)延遲，這就意味著熱帶陸地將面臨更長時間的太陽炙烤，這是否也對應(yīng)著高溫加劇呢？本研究基于CMIP5/CMIP6多模式多情景模擬數(shù)據(jù)給出了肯定的回答，且發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象在亞馬遜地區(qū)尤為顯著（圖1）。一方面，雨季爆發(fā)推遲使得云量減少，地表接收到的太陽短波輻射顯著增加；另一方面，降雨的相對減少使得土壤濕度降低，抑制蒸發(fā)潛熱，促使更多能量通過感熱輸送和長波輻射形式釋放，最終加劇增暖。這種“熱季更熱”（hot-season-gets-hotter）現(xiàn)象也對應(yīng)著高百分位氣溫增暖的放大。以亞馬遜地區(qū)為例，在未來高排放情景下，熱季的增暖幅度比年平均要高出1℃，而99%百分位的氣溫增暖幅度比平均氣溫要高出約30%。
前人關(guān)于熱帶陸地降水延遲的原因有兩種理論解釋。一是全球變暖下大氣有效比容增加，使得大氣對季節(jié)太陽輻射的響應(yīng)變慢；二是全球變暖下，干季更干，土壤濕度在雨季開始前偏干，從而使得大氣需要更長時間積累能量。前一種理論強調(diào)了大氣的水汽需求增加，而后一種理論強調(diào)大氣的水汽源頭減少。本研究進一步利用固定土壤濕度的敏感性試驗厘清了這兩種機制對熱帶降雨季節(jié)延遲的貢獻。研究發(fā)現(xiàn)，在保持土壤濕度不變的情況下，全球變暖下降雨延遲的現(xiàn)象仍十分顯著，但強度減弱一半左右。這說明大氣有效比容增加是降雨延遲的觸發(fā)機制，而土壤濕度則通過正反饋成為降雨延遲加強的有力推手。最后，基于多套觀測資料，研究發(fā)現(xiàn)過去四十年中，亞馬遜和南非地區(qū)的“熱季更熱”現(xiàn)象已經(jīng)涌現(xiàn)，干旱與高溫復(fù)合事件風險顯著上升，這將對熱帶氣候的宜居性構(gòu)成新的挑戰(zhàn)。
研究揭示了全球變暖下熱帶陸地的“熱季更熱”現(xiàn)象，強調(diào)了降雨季節(jié)延遲在其中的關(guān)鍵作用，并明確了降雨季節(jié)延遲背后的物理過程，為熱帶地區(qū)熱浪、野火及干旱的早期預(yù)警等提供了重要的理論依據(jù)。研究工作得到國家自然科學基金、嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目等項目的大力支持。
圖1：全球變暖下熱帶陸地“熱季更熱”及其與降雨季節(jié)延遲的緊密聯(lián)系。（a-c）熱帶陸地的降雨延遲和春季降雨相對變化的空間分布。（d-f）熱帶陸地春季的高溫加劇和相對增暖的空間分布。（g-h）南北半球熱帶降雨季節(jié)延遲與春季高溫加劇的緊密聯(lián)系。
宋豐飛教授（右）與博士研究生董洪強（左）
通訊員：侯霞
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57501-6（點擊查看）
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