【研究成果】臺灣跨國團隊發現降冰輻射效應在聖嬰現象之影響 有助氣候模式準確性提升

by Yang-Kuang Chao
147 觀看次數

撰稿  /  陳睿純 (科學推展中心特約編輯)


正常時期,赤道附近的東北與東南信風會帶動海水由東向西流動,西太平洋溫暖的海水為亞洲及印度地區帶來季風降雨;而東太平洋則有來自海洋深處的冷海水湧升,狹帶豐富的營養鹽為南美洲的祕魯沿岸吸引了大量的魚群,成為全球重要漁場之一。

科學家們發現,在某幾年中,太平洋因東北、東南信風的減弱,使得海水向西流動減少,冷海水的湧升亦減弱。祕魯沿岸的海水此時比往常來的溫暖,魚群因缺乏營養鹽的關係不再聚集,而亞洲及印度地區原由季風帶來的降雨,亦為乾燥缺水的天氣型態所取代。由於這種現象發生在每隔數年的聖誕節前後,當地的漁民稱之為 El Niño,聖嬰現象因此得名。

在熱帶地區,下落的冰(或雪)藉由赤道深對流形成於冰溶解高度之上的層狀雲中,直接影響間熱帶輻合帶/南太平洋輻合帶及熱帶西太平洋的上層和近雲頂輻射場。而在信風區,雲的型態以水和暖雲為主,落冰的可能性較小。當今許多研究結果顯示降冰(雪)輻射回饋效應對熱帶太平洋的輻射循環有著潛在重要性。

科學家根據聖嬰年間,暖海水異常的分佈區域將聖嬰現象區分為東太平洋聖嬰及中太平洋聖嬰。就現今中太平洋聖嬰的演化週期而言,如果不考慮降冰(雪)輻射回饋效應,氣候模式將模擬出信風減弱、持續的地表風應力和低層氣流的異常。而所造成地表風應力的變化將導致中太平洋信風區海表面溫度升高。如此一來,模式結果將在中太平洋聖嬰成熟期之後,產生地表風和海表面溫度不真實的季節性循環,以及持續向東傳送的海表面溫度異常。

近年來許多的氣候模式結果指出,全球暖化的情況之下,中太平洋聖嬰的重要性在這幾十年間有逐漸增強的趨勢。中央大學大氣科學系王儷樵老師實驗室和美國太空總署、噴射推進實驗室及中央研究院環境變遷中心科學家共同研究了在逐漸變暖的氣候下,降冰(雪)輻射回饋效應在中太平洋聖嬰時期,對地表風應力和海表面溫度的影響。

實驗結果指出,在有考慮降冰(雪)輻射回饋效應的模式裡,赤道太平洋東部至中部將產生較短的中太平洋聖嬰生命週期,以及較強的東風和較低的海表面溫度。而另一方面,氣候模式裡的降冰(雪)輻射回饋效應若被排除或低估,將造成熱帶海表面的東北、東南信風減弱,進一步使得中太平洋海表面溫度明顯增暖。而此誤差也將使模擬出的中太平洋聖嬰現象大幅增強。

研究團隊更近一步認為,近年來許多相關研究中,氣候模式對於中太平洋聖嬰的模擬結果,有可能與模式裡降冰(雪)輻射回饋效應低估所產生的誤判有關。此研究可望幫助大氣科學家利用氣候模式準確掌握未來的氣候演變以及熱帶聖嬰的發展趨勢。

你可能也想知道

X