自工業革命以來,由於人類活動,越來越多的能量被儲存在氣候系統中。約 93%被全球海洋吸收。熱量透過海洋中的熱擴散或其他動力過程從海洋表面傳遞到深海,導致深海變暖,進而影響氣候系統。
以往的研究主要集中在大氣 CO 2 濃度增加對氣候的影響以及海洋表層吸熱的作用。然而,2015 年巴黎協定和“碳中和”政策都要求降低或穩定 CO 2 濃度。在這種情況下,深海變暖起著更為關鍵的作用。
印度洋(IO)是東亞季風的重要水分來源。中國科學院大氣物理研究所(IAP)的一個研究小組對印度洋降雨進行了調查,發現它在 CO 2 濃度增加和穩定過程中幾乎表現出逆轉響應。
他們發現,當 CO 2 濃度增加時,熱帶北印度洋的降雨量增加,而印度洋東南部的降雨量減少;同時,在“碳中和”情景下,降雨表現出不同的響應模式,印度洋東北部降雨減少,印度洋西南部降雨增加。大氣環流(動力成分)的變化主要解釋了降雨的這種偶極子響應。
它進一步與海面溫度(SST) 模式有關,與“變暖-變溼”機制一致。在“碳中和”情景下,印度洋上空海溫異常呈南北偶極子分佈。這是由經向溫度變化引起的海洋熱量輸送變化的結果,將溫暖的水從中/高緯度輸送到低緯度。
南大洋海溫響應是海洋分層變化導致經向翻轉環流減弱的結果。該研究表明,不同的 CO 2 濃度途徑可能導致印度洋上空的不同降雨響應,而這些氣候反饋與深海變暖有關。
“為了降低氣候風險,人類社會正試圖限制溫室氣體排放。我們的研究表明,CO 2 濃度的增加或穩定可能對氣候產生不同的影響。這對理解氣候變化的機制具有深遠的意義,”通訊作者 IAP 的黃剛教授說。
該研究發表在《地球的未來》上。