作者:韩扬眉 来源:中国科学报 发布时间:2023/7/15 23:44:22
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二氧化碳升高,台风增强

 

全球变暖条件下,台风发生的强度和频率该如何变化?或许我们能从古气候研究中获得启示。

7月11日,北京大学物理学院大气与海洋科学系教授胡永云团队与合作者,结合气候模拟结果和地质记录,指出在早侏罗纪极热事件期间存在强热带气旋,即台风。随着二氧化碳浓度升高,台风增强。相关研究成果发表在美国《国家科学院院刊》。

约1.83亿年前的早侏罗纪,曾出现过一个时间尺度约几十万年的极热时期,被称为“托尔阶”极热事件,该极热事件持续了几十万年。极热事件前的全球平均温度大约是19°C,在极热事件期间,全球平均温度高达25°C。

在该极热事件期间,海洋缺氧、海洋生物灭绝、陆地生态系统丰度及多样性降低,出现了一次重要的生命灭绝事件。

为什么温度会突然升高?

胡永云表示,这与当时大量二氧化碳排放到其层有关。但什么原因导致了二氧化碳的突然大量排放?具体原因并不清楚,与当时的地质活动有关。该问题的研究对我们理解何应对今天全球变暖有着重要意义。

地质证据表明,该极热事件期间,在特提斯洋沿岸存在强风暴产生的沉积物,这意味着极热事件期间特提斯洋存在强台风。

2.5亿年前,整个大陆汇聚在一起,而在赤道附近存在着一个大的海洋,呈半封闭状态,这就是特提斯洋。

“但地质记录并不能直接告诉我们强台风与温度升高之间的关系。”胡永云告诉《中国科学报》。

为了验证托尔阶极热事件期间,强台风与全球升温是否有关系以及有着怎样的关系,胡永云等使用海气耦合气候模式,开展了3类模拟试验:一类试验使用560 ppm二氧化碳,浓度为工业革命前二氧化碳浓度的2倍,另两类分别使用1120 ppm和2800 ppm二氧化碳,分别是工业革命前的4倍和10倍。

第一类代表极热事件前的二氧化碳浓度,后两类代表极热事件期间二氧化碳浓度的可能峰值。

结果表明,在极热事件期间,特提斯洋存在两个潜在台风生成中心,分别位于特提斯洋西北部和东南部。在特提斯洋赤道北侧形成的台风,在副热带高压引导气流作用下,在特提斯洋西北部沿岸登陆;在赤道南侧形成的台风,在特提斯洋西南沿岸登陆,这与风暴产生的地质沉积记录的位置是一致的。

研究显示,随着二氧化碳浓度的升高,特提斯洋台风增强,也就是潜在台风强度的概率分布向大值方向偏移。这种概率分布的右移在北特提斯洋更为显著,这与西北特提斯洋在托尔阶极热事件期间的较多风暴沉积记录一致。

这也就意味着随着二氧化碳浓度升高,台风增强。

“极热极冷事件对生命的冲击力很大,事实上,多次生物大灭绝都与气候环境密切相关。”胡永云表示,研究古气候,首先,就是为了研究重建地球历史气候演化,了解其对生命演化的影响;其次,了解过去全球变暖后,天气气候如何响应,对于理解现代和未来全球变暖条件下天气气候变化具有重要的指示意义。

相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2301018120


逃离特提斯洋风暴 绘制:史爱娟;设计:胡永云(受访者供图)



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 早侏罗纪极热事件期台风潜在生成位置(橘黄色位置)和移动路径示意图。彩色标尺为陆地高程,紫色点是强风暴造成的沉积地质记录的大致位置 制图:燕青、胡永云(受访者供图)

 

 

 

 
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