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　　2023年1月11日，由美国国家自然基金会（NSF）资助，芝加哥大学（University of Chicago）承担的一项科研项目首次对南半球的暴风雨比北半球多这一现象做出了原因和机理的解析，研究结果以题为《由地形和海洋环流引起的南半球风暴》（Stormier Southern Hemisphere induced by topography and ocean circulation）发表在最新一期《美国国家科学院院刊》（PNAS）。 

　　当今地球气候的一个显着特征是，南半球比北半球的风暴多。南半球比北半球有更强的急流和更多的极端天气事件。几个世纪以来，在海洋工作的水手们都知道最可怕的风暴发生在南半球。1849年，一名乘客在环绕南美洲南端的航行中写道:“海浪像山一样高，每一次翻滚都有淹没船只的危险。” 在20世纪中叶遥感卫星技术大规模发展后，科学家利用卫星图像和数据分析得出南半球的风暴发生概率比北半球多24%，但是具体形成的原因一直是科学空白。开展陆地-海洋系统研究，探究这一现象发现的原因和机理，包括地形、辐射过程和海洋环流对于研究这种风暴不对称具有重要意义，也对风暴的未来预测提供支撑。 

　　科学家们使用了一个建立在物理定律基础上的地球气候数值模型，该模型的模拟研究与观测结果具有互相印证性。研究人员根据观测结果逐一排查影响这一不对称性的影响变量，并逐一代入模型进行量化分析，并分析其各个影响因素对于这一不对称性的影响程度和贡献度。第一个测试变量为地形，巨大的山脉可以扰动空气流动，从而减少风暴，北半球有更多的山脉，当科学家把地球上的山脉设置为平地的状态下，南北半球的风暴强度差异消失了大约一半。第二个测试变量为海洋环流，水像一条非常缓慢但非常有力的能量传输带在全球流动和传输能量，水形成的环流在北极下沉，沿着海洋底部移动，在南极洲附近上升，然后带着能量流向地表，这就造成了两个南北半球之间形成能量差，当科学家消除该变量的时候，南北半球之间的暴风雨强度差也会消失一半。接下来，科学家研究风暴的变化轨迹，从20世纪80年代以来，风暴呈现不对称性并且持续增加，南半球的风暴越来越多，而北半球的风暴变化幅度基本无变化，呈现很稳定的状态，南半球风暴的变化与海洋的变化有极大的关系，而北半球也会受到海洋的变化影响，但是因为海冰和积雪的减少影响，这种影响被适当削弱。这些模拟研究结果与观测结果呈现一致性。 

　　研究结果表明，南半球的风暴是由地形和海洋环流诱导而形成。地形和海洋环流的影响可以用一个能量闭环来解释，该解释将地形与固定环流大气能量通量以及海洋环流与地表能量通量联系起来。更具体地说，海洋环流通过将能量从南半球输送到北半球，从而在南半球造成了更大的赤道到极地表面能量通量不平衡，从而导致了南半球的暴风雨。地形和海洋环流的因果影响通过观测和气候模式模拟的诊断能量分析与气候模式模拟与修正的（陆地和海洋）表面边界条件（平坦的地形和半球面对称的表面能量通量）得到确认。研究结果还表明，陆地-海洋对比（地表热容、陆地上的蒸发阻力和表面阻力）本身并不会导致南半球的风暴增多。风暴的能量视角被用来解释为什么自卫星时代开始，南半球风暴发生的频率更高。特别是，南半球的风暴与南大洋向赤道的异常海洋能量传输具有一致性。在北半球，与海冰和积雪损失相关的辐射变化与海洋变化所导致的风暴强度增强相反。这些观测到的趋势与气候模式对二氧化碳增加的短暂气候响应的预测在性质上也具有一致性。也就是说，由于热带和极地气候变化之间的互相强影响，南半球风暴发生的概率将继续增加，而北半球的这一现象则减弱。（李恒吉 编译） 

　　来源：中国科学院兰州文献情报中心《365bet体育网站_bat365在哪进_beat365手机app环境科学动态监测快报》2023年第02期          

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