研究团队探讨气候变化下热带扩张的机理

科学证据表明，地球中部的热带地带正在扩大。多年来，科学家们提出了不同的机制来解释这种膨胀。一组研究人员现在已经确定，极地前进的中纬度经向温度梯度在热带扩张中起着主导作用。

2006年，科学家发现，决定热带带的哈德利环流在气候变化下正在向高纬度地区扩展。这种扩张重塑了降水、风、云和风暴的模式，并可能导致全球人口的迁移。

“尽管这一现象很重要，但驱动热带扩张的潜在机制已经争论了17年以上，但没有达成共识，”胡阳说，他现在是中国南方海洋科学与工程广东实验室(珠海)的首席研究员。“许多科学家认为这种机制非常复杂。

然而，杨和他的同事认为这可能非常简单。2020年，他们发表了一篇论文，表明热带扩张是由经向温度梯度的极地推进驱动的，该梯度源于空间上不均匀的海洋变暖模式。

然而，这个想法受到了一些基于理想化实验的现有研究的质疑。例如，早期的一项研究发现，在突然的4xCO中2实验时，大气中的一氧化碳2在耦合的海洋-大气模型上，内容瞬间翻了两番，导致热带地区突然扩张。其他持不同观点的科学家认为，由于海洋的恒温器，海洋不会引入温度梯度的快速迁移。

此外，在不涉及任何海面温度变暖模式的情况下，将均匀的4 K海洋温度异常引入大气模型的amip4K实验也再现了热带膨胀，似乎与杨的假设相矛盾。

2023年，研究小组重新审视了这些实验，发现它们实际上都支持经向温度梯度的变化推动热带扩张的观点。

突如其来的 4xCO2他们重新审视的实验表明，亚热带海洋迅速变暖，这促进了中纬度经向温度梯度的突然迁移和热带扩张。他们重新审视的amip4K实验显示，尽管地表均匀变暖，但对流层中纬度经向温度梯度和急流的极向移动一致。这些都符合经向温度梯度机制。

该团队还使用理想化的全球冷却实验，进一步模拟在降低静态稳定性和经向温度梯度极向移动的条件下的热带膨胀。他们的所有结果都支持他们的假设，即经向温度梯度迁移是热带扩张的关键驱动因素。

“经向温度梯度的变化可以简单而一致地解释热带扩张的几乎所有特征，”胡阳说。展望未来，该团队希望他们对热带扩张的研究有助于未来的研究。“我们希望这项研究能够结束关于热带扩张机制的长期争论，科学家们可以利用这一机制来更好地了解和预测气候变化中的热带扩张。