[NEWS]當大氣遇上海洋:太平洋水溫與對流層頂溫度的關係

Storyteller/P.C

低層大氣隨高度的組成。圖/C. Kersten, GEOMAR

水,對於地球來說,是十分重要的,它除了常在地表以液體的形式影響我們的生活外,在大氣裡,同時也扮演著左右天氣與氣候的角色。其中水氣(water vapor),是我們大氣不可或缺的溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG),少了它,地球將會變成一個有如被冰封的世界。而對於氣候變化,水氣在平流層(海拔高度約15-50公里)是特別重要的,而對流層頂(tropopause)的溫度,很大部份決定了有多少的水氣能進入平流層。因此,科學家想要進一步瞭解,究竟有哪些因素影響了對流層頂的溫度,而其中一個便是太平洋的水溫。

來自萊布尼茨海洋科學研究所(Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, GEOMAR)的科學家們,透過研究推論出,太平洋水溫的10年週期震盪,和熱帶對流層頂的溫度有直接的關連。科學家透過自1979-2013年的觀測資料及模型來進一步了解這種現象;其中透過模型的好處在於,我們可以輕易的將模擬的時間尺度拉大,並從中分辨出人類與自然作用造成的影響。

在氣候變化中,有一個知名的擾動稱為太平洋年代震盪(Pacific Decadal Oscillation ,PDO)。這種自然擾動,除了造成太平洋海溫的升高或降低,同時也影響了區域經濟及氣候,甚至是全球的平均溫度。

在氣候模擬的過程,水溫的擾動同時會改變熱帶及亞熱帶地區的風場,以及影響對流層從低到高層的運輸,而對流層邊界的溫度扮演了一個重要角色。這項研究其實和先前科學家對於熱帶對流層頂的溫度變化所推論的假設有所不同。在20世紀晚期的時候,科學家已經注意到,對流層頂的溫度,至1970年代起有減弱的趨勢,而當時所認定的原因是來自於人為的影響,理由是溫室氣體的增加所造成。然而,這項假設是來自於資料的不均及簡化的模型模擬而得。事實上根據目前研究,這同時也和10年週期的自然震盪有密切的關連;而對流層頂溫度的變化,正決定了有多少的水氣能進入平流層。

這項結果對於整體的氣候研究是重要的,而當我們越能分辨自然與人為的作用時,就越能預測整個氣候未來的走向了。

 

完整研究請參考:

Decadal variability of tropical tropopause temperature and its relationship to the Pacific Decadal Oscillation