迟滞的海洋慢响应主导未来热带降水变化

工业革命以来，化石燃料的大规模使用，导致具有温室效应的CO2被大量排放至大气中，引起全球气候变暖。目前大量研究聚焦于CO2浓度上升期的区域气候变化，然而在未来碳中和愿景实现后，当CO2浓度开始下降时，已经变化的气候会原路返回吗？热带降水作为全球能量和水份循环的重要环节，其空间分布的变化通过大气环流影响着全球的区域气候。它在二氧化碳浓度上升和下降期的变化是否一致？背后是什么过程主导其在上升和下降期的变化？

近日著名综合期刊Science Bulletin在线发表了中科院大气所黄平研究员课题组最新成果，该研究通过分析CO2移除模式比较计划中的理想试验，发现CO2浓度上升和下降期的热带降水变化在空间型上存在明显差异，这种非对称的降水变化是由两种不同时间尺度的海洋响应所导致。

其中快响应的贡献基本与CO2浓度随时间的变化一致，慢响应的贡献在CO2浓度下降期占主导，且其在赤道东太平洋处的类厄尔尼诺型增暖可引起较强的热带降水变化。因此，相对于CO2浓度变化较为迟滞的慢响应，其贡献的时间演变及其引起的较强热带降水变化共同导致了热带降水的非对称变化。

“我们的研究表明，在未来全球增暖开始下降时，热带降水变化可能并不会如约恢复，而是带来不同的灾害风险”，文章作者黄平研究员强调。

该文章由中国科学院大气物理研究所周士杰博士、黄平研究员、黄刚研究员、王林研究员以及美国斯克利普斯海洋研究所谢尚平教授合作完成。

图1 理想CO2强迫试验（1pctCO2和1pctCO2-cdr）的（a）CO2浓度（绿色）、全球平均地表温度变化（红色）和降水变化（蓝色）曲线，CO2浓度（b）上升期和（c）下降期增温2℃时的热带降水变化。

图2 理想CO2强迫试验（1pctCO2和1pctCO2-cdr）在CO2浓度（a）上升期和（b）下降期增温2 ℃时的热带海表温度变化，（c）快响应和（d）慢响应的热带海表温度变化及去掉热带区域平均后的（e和f）相对海温变化，（g）快响应（蓝色）和慢响应（红色）以及两者之和（品红色）对全球平均增暖（黑色）的贡献曲线。