大气河流如何影响海面温度，新研究发现
大气河流是大气中浓缩水分形成的狭长带，当它们登陆时，会产生强降雨、洪水和极端天气事件。这些现象不仅是极端天气的重要驱动因素，而且对海洋条件，特别是海面温度有深远影响。海面温度在调节全球气候模式、海洋环流和海洋生态系统方面发挥着至关重要的作用。
最近的研究表明，海面温度对大气河流的响应是复杂的，受海洋动力学、大气相互作用和区域特征等多种因素的影响。
了解大气河流及其对气候的影响
大气河流是大气中浓缩水分的狭窄通道，可将大量水蒸气输送到全球各地。这些现象通常与强降水和洪水有关，尤其是当它们登陆时。大气河流中的水分含量可能相当于亚马逊河的流量，当大气河流与沿海地区相互作用时，它们会释放出大量降雨，有时会导致极端洪水事件。
大气河流是全球水循环不可或缺的一部分，为某些地区（如美国西海岸、太平洋西北部和欧洲部分地区）带来大量降水。然而，大气河流的发生和强度也受到气候变化的影响，有证据表明，由于大气模式的变化，大气河流在某些地区变得更加频繁和强烈。这使得了解它们对海面温度的影响变得更加重要，因为变暖的海面温度反过来可能会影响大气河流的强度和行为。
海面温度及其在气候系统中的作用
海面温度是海洋表面层的温度，通常为上层10米。它在调节海洋与大气之间的热量和水分交换方面起着至关重要的作用。海面温度会影响天气模式、海洋环流和热带气旋的发展，进而影响全球气候系统。
由于太阳辐射、大气条件、洋流和热通量等各种因素，海表温度可能会发生很大变化。海表温度异常（无论是正值还是负值）都会对天气系统产生重大影响，包括大气河流的发展和行为。
海表温度与大气现象之间的相互作用非常复杂。温暖的海表温度为大气提供了额外的热量和水分，这会影响风暴和大气河流等天气系统的形成。相反，大气河流本身可以通过增加蒸发、风强迫以及海洋混合和分层变化等过程影响海表温度。要了解海表温度如何响应大气河流，需要研究海洋和大气动力学。
新的研究发现
海表温度与大气河流之间的关系也受到海洋热含量的影响。较暖的海表温度为大气提供更多能量，这可以通过增加大气水分含量和改变大气动力学来增强大气河流。局部海表温度异常可以通过改变大气温度和湿度来增加大气河流的强度，进而影响这些事件的强度和持续时间。
一项新的研究使用海面温度预算方程分析25年的海洋再分析数据，研究了大气河流对北太平洋海面温度的影响。
研究发现，在海洋改造强烈的地区，海洋动力学可以抵消100%以上的异常海面温度变暖，否则这些变暖将由大气强迫引起。在所有海洋过程中，非地转平流和垂直混合（扩散和夹带）是改变海面温度趋势响应的最重要因素。该研究还强调了海洋动力学在抵消海表温度变暖方面的作用。具体而言，强风驱动的混合和海洋平流可以降低海表温度变化的幅度。
大气河流事件与北太平洋（尤其是北美沿海地区）的海表温度变暖之间存在明显的关联。大气河流导致海表温度显著上升，而海水垂直混合、大气水分通量和大气热交换等因素会加剧这一现象。这种变暖效应在空间上是可变的，一些地区由于大气河流的影响，海表温度上升了1°C。
海面温度对大气河流的趋势响应在空间上有所不同。例如，在加利福尼亚州沿海地区，海面温度变暖增强的驱动因素是由于异常南风导致的非地转平流减少。此外，由于总体云量减少以及随之而来的总入射短波辐射增加，大片地区的海表温度对大气河流表现出变暖响应。
海表温度对大气河流的响应不仅在空间上存在差异，而且在时间上也存在差异。研究发现，海表温度异常的持续时间可从几天到几周不等，具体取决于大气河流的强度和持续时间。在大气河流活动较强的地区，海面温度变暖可以持续更长时间，而在频繁上升流或其他海洋条件的地区，海面温度响应往往持续时间较短。
这项研究为大气河流与海面温度之间的动态相互作用提供了重要见解。通过量化大气河流引起的海面温度异常并了解海洋动力学在调节这些变化中的作用，该研究为未来研究大气河流对全球和区域气候的更广泛影响奠定了基础。
思考
海表温度对大气河流的响应并不统一，它在空间和时间上有所不同。例如，在加利福尼亚等沿海地区，海表温度变暖可能是由海洋动力学变化引起的。然而，海表温度受到影响的确切空间模式和时间尺度关系到底如何？。
参考文献：Tien-Yiao Hsu, Matthew R. Mazloff, Sarah T. Gille, Mara A. Freilich, Rui Sun & Bruce D. Cornuelle ，Response of sea surface temperature to atmospheric rivers. Nature Communications volume 15, Article number: 5018 (2024) ，doi.s41467-024-48486-9
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