自然和人为强迫诱发不同的全球降水量变化

由于全球变暖,降水量在高纬度地带和热带地区呈现增加的趋势,在原本比较干旱的副热带地区则呈现减少的趋势;然而目前学界对这种变化的幅度和详细区域性特征还存在很多争论.众所周知,厄尔尼诺现象表明跨热带太平洋表面的温度梯度对全球降雨量有强烈影响.有关古气候变化的证据表明,在过去的几个时期,随着地球由于太阳辐射增加而变暖,较暖的西太平洋和较冷的东太平洋的温度差异在增加,这与多数模型预测的随温室效应引起的全球气温升高跨热带太平洋表面的温度梯度会减小相矛盾;造成这一矛盾的原因,目前尚不明确.Liu等基于气候模型的模拟结果表明,当全球气候变暖是由太阳辐射增加引起时跨热带太平洋表面温度梯度增加,当变暖是由温室气体的辐射强迫增强引起时温度梯度减小;地球表面升高相同的温度,当由温室气体辐射强迫增强引起时会导致降水减少(尤其是在热带地区更为明显;这也解释了模型模拟结果中二十世纪晚期比中世纪暖期暖,但降水量却比中世纪暖期少这一现象),当由太阳辐射增加引起时会导致降水增加.根据对流层能量收支平衡理论,对流层降水潜热释放和辐射冷却之间要保持平衡.增加的温室气体等于为对流层增加了辐射吸收体,而增加的太阳辐射集中在地球表面,与后者相比,前者减少了对流层对外辐射冷却,因而不需要增加降水释放热量来保持对流层热量收支平衡.因此,由温室气体增加引起的全球变暖与由太阳辐射增加引起的暖化产生不同的气候变化特征.

邓彦阁 译自Nature, 2013,493:656-659