中纬度气候冲击，全球变暖下热通量反馈减弱

全球变暖导致中纬度大规模地表热通量反馈减弱

气候变化正在改变我们理解和预测天气模式的方式，尤其是在中纬度地区。最近一项研究揭示了可能改变我们气候建模和区域天气预报方法的重大变化。研究人员利用高辐射强迫情景下的一系列全球气候模拟来证明这些发现，他们分析了在温室气体导致的气候变暖背景下，地表热通量反馈（即地表热通量异常对底层海表温度异常的响应）如何变化。

研究发现，预计到21世纪末，中纬度大规模海面温度异常( SSTA )的表面热通量反馈强度将比工业化前水平降低一半，这种减弱主要归因于更加稳定的海洋大气边界层，这减少了由海温异常引起的海气热不平衡。在气候变暖的情况下，由于地表热通量反馈减弱，预计中纬度海表温度在大空间尺度上的方差将显著增强。

地表热通量反馈指的是地球表面与大气之间的热量交换,这种反馈机制在气候系统中起着重要作用，帮助调节温度变化。地表热通量减弱意味着热通量反馈的强度在全球变暖的情况下下降了。具体来说，全球变暖使海洋和大气的边界层更加稳定，这会减少海洋表面温度异常（SSTAs）所导致的热量不平衡，从而导致反馈机制的效率降低。

这项研究强调了海洋大气边界层在调节地表热通量方面的关键作用。随着全球变暖的加剧，该层的稳定会降低海洋与大气之间的热交换效率，从而影响天气系统和气候模式。该研究为地表热通量反馈的变化动态提供了宝贵的见解。

参考文献：Zhiqiao Wang, Zhao Jing & Fengfei Song ，Weakened large-scale surface heat flux feedback at midlatitudes under global warming.  Nature Communications volume 15, Article number: 10020 (2024) ，doi.s41467-024-54394-9

中纬度中尺度热力海气相互作用因温室效应而增强

中尺度海气相互作用，特别是中纬度西边界流(WBC)区域，在塑造天气和气候模式方面发挥着重要作用这些相互作用涉及海面温度( SST)和湍流热通量( THF)之间的耦合，它们分别充当大气和海洋的能量源和吸收器然而，由于当前气候模型的分辨率有限，以及缺乏理论框架，温室效应对这些相互作用的影响在很大程度上尚未得到探索​​​。

研究人员利用高分辨率气候模拟和卫星观测来分析中尺度海气相互作用，这些工具使研究人员能够检查温室效应条件下SST和LHF耦合的变化​​。

研究发现，在温室效应影响下，西部边界流主要区域的中尺度海表温度（SST）与潜热通量（LHF）之间的耦合持续增强。这种增加的特点是暖涡和冷涡之间的非线性增强，北半球的增强更为明显​。这种耦合在全球变暖条件下会加强，这表明变暖增加了较小尺度上大气与海洋之间的相互作用，这可能会影响区域气候模式。

为了了解这些变化背后的动态，研究人员开发了一个理论框架，将中尺度热耦合变化与历史背景风、海表温度和海表温度变暖速率等大尺度因素联系起来他们发现，大尺度海表温度及其增温速率是中尺度耦合增强中半球不对称的主要驱动因素。

该研究引入了一种简化方法来评估预测的中尺度热耦合变化，强调了中尺度海气相互作用在塑造全球变暖天气和气候模式方面日益重要的意义。

参考文献：Xiaohui Ma, Xingzhi Zhang, Lixin Wu, Zhili Tang, Peiran Yang, Fengfei Song, Zhao Jing, Hui Chen, Yushan Qu, Man Yuan, Zhaohui Chen & Bolan Gan ， Midlatitude mesoscale thermal Air-sea interaction enhanced by greenhouse warming.  Nature Communicationsvolume15, Article number: 7699 (2024)，doi.  s41467-024-52077-z

地表辐射效应、热通量及其相互作用对地表温度变化的贡献

地表温度异常可能与局部地表能量平衡的变化有关，尽管地表温度变化与单个辐射过程之间的关系仍不清楚。

通过分析地表辐射效应和非辐射热通量如何导致温度变化来研究地表温度 (LST) 的变化。地表温度变化对于理解区域和全球气候动态起着至关重要的作用，特别是与地表和大气之间的能量交换过程有关。

研究结果表明，气温辐射效应是地表温度变化的最重要贡献者，云辐射效应的贡献由于与地表热通量的耦合而被大大减弱。分离气温反馈后，云辐射效应成为地表温度方差的主要贡献者，而气温辐射强迫的贡献仍然很重要。

参考文献：Y. Liu, Y. Huang, J. Yuan, Y. Xie, C. Zhou， Contribution of Surface Radiative Effects, Heat Fluxes and Their Interactions to Land Surface Temperature Variability. doi.org/10.1029/2023JD039495

南大洋变暖及其气候影响

南大洋是全球海洋热吸收和储存的关键区域​​自2006 年以来，它已吸收了全球变暖导致的全球海洋热含量变化的约60-90 %。导致这种变暖的因素包括大气中二氧化碳的增加、南极平流层臭氧的消耗以及风向的变化。

研究人员结合了Argo浮标观测数据、气候模型模拟和历史数据分析​​​ 。该团队分析了2006 年至2013 年的数据，以了解海洋热含量的变化，并使用气候模型预测未来的影响。

研究发现，由于大气中二氧化碳的增加和南极平流层臭氧的消耗，南大洋经历了显著的变暖。这种变暖对气候产生了重大影响，包括海平面上升、海洋环流变化以及对全球天气模式的影响。

研究强调了南大洋动量和浮力通量的增强如何加强了海洋环流和水体转化，这种强化增加了向大气中的热量传递，导致全球变暖并改变全球气候模式。

参考文献：Wenju Cai a b c,Libao Gao d e,Yiyong Luo a b,Xichen Li f,Xiaotong Zheng a b,Xuebin Zhang c,Xuhua Cheng g,Fan Jia h,Ariaan Purich i j,Agus Santoso c j,Yan Du k l,David M. Hollandm,Jia-Rui Shi n,Baoqiang Xiang o p,Shang-Ping Xie ，Southern Ocean warming and its climatic impacts .  Science Bulletin ，Volume 68, Issue 9, 15 May 2023, Pages 946-960，doi.org/10.1016/j.scib.2023.03.049

思考

中纬度地区海表温度异常（SSTA）方差增大将如何影响当地和全球天气模式？

对流层递减率的变化通过哪些详细机制调节中纬度地区夏季变暖模式？

中纬度中尺度相互作用（如 SST-LHF 耦合）如何影响大规模气候模型，特别是在西部边界流等地区？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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