熱帶太平洋是熱帶三大洋中面積最廣的海域。在平均狀態下，熱帶太平洋西部為全球海表面溫度（SST）最高的暖池海域，東部則受到海洋上翻流影響形成溫度相對較低的“冷舌”，從而使得熱帶太平洋SST呈現明顯東西向非均勻特征。全球變暖下，熱帶太平洋平均態SST的變化對理解全球氣候如何響應人類活動導致的全球變暖至關重要。
但是，不同氣候模型對熱帶太平洋未來變暖模式的預測存在顯著差異。近日，中英科學家團隊發現，云輻射反饋是導致這些差異的主要原因。成果發表于《大氣科學進展》，并作為2025年第六期封面文章。
陽光穿過熱帶太平洋上空的云層時產生的丁達爾效應。林艷芳攝
研究人員基于最新的第六次耦合模式比較計劃（CMIP6）模式資料，發現幾乎所有的模式預估得到熱帶太平洋東西向海溫梯度減弱的“類厄爾尼諾型”，這與以往的CMIP3和CMIP5多模式預估得到的結果相比，存在更好的模式間一致性。盡管如此，不同的CMIP6模式對這種“類厄爾尼諾”型的幅度預估仍然存在明顯不同。
研究人員進一步對基于30個CMIP6模式的預估結果進行了細致分析，發現模式間預估差異主要源于兩種不同的云輻射反饋。
東太平洋不同的云輻射反饋導致類似厄爾尼諾變暖的幅度不同，尤其是在赤道遠東太平洋，模式對云輻射反饋的描述有正有負，千差萬別，是不確定性的主導來源。
中太平洋不同的云輻射負反饋導致了西太平洋SST增暖幅度的不同。該負反饋的模式間差異可以通過激發出一系列的海洋—大氣耦合過程導致西太平洋SST增暖不同。
論文第一作者、自然資源部第二海洋研究所衛星海洋環境監測預警全國重點實驗室副研究員應俊表示：“這些發現進一步強調了云輻射反饋過程在塑造全球變暖下熱帶太平洋海溫增暖型的關鍵作用，改進模式中的云輻射反饋過程可以讓我們做出更可靠的氣候預估。”
研究還發現，CMIP6模式對中太平洋的云輻射負反饋過程的描述普遍偏弱，這一問題從CMIP5到CMIP6模式并沒有得到改善。通過“觀測約束”方法將這一偏差的影響從模式中去除，可得到更強的“類厄爾尼諾”型，這意味著在未來世界將出現更為嚴重的極端氣候事件，如強烈風暴和長期干旱，凸顯了改進氣候模型預測的重要性。
“我們的研究發現氣候反饋才是塑造海溫變化型的核心要素。”論文通訊作者之一、英國埃克塞特大學教授馬修·柯林斯說，“此外，我們這項工作也是最早將東太平洋的云輻射反饋視為塑造海溫增暖型重要因素的研究之一。”
盡管CMIP6模型預測未來將呈現“類厄爾尼諾”型變暖，但長期海溫觀測數據卻顯示出類似拉尼娜的變暖，團隊計劃在后續研究中解決這一差異。
應俊補充道：“我們的最終目標是改進熱帶太平洋海溫增暖型的預估，從而為正確預估未來氣候變化提供更可靠的依據。”
相關論文信息：https://doi.org/10.1007/s00376- 024-4278-4.
本文鏈接：氣候模型“打架”？云輻射反饋是幕后“操盤手”http://www.lensthegame.com/show-11-18217-0.html
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