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沙塵氣溶膠的直接輻射效應(yīng)能夠吸收和散射太陽輻射改變局地能量平衡,進(jìn)而通過“快響應(yīng)”影響大氣熱力結(jié)構(gòu)及環(huán)流格局。同時(shí),輸送至海洋上空的沙塵還可通過改變海表能量收支和海溫的“慢過程”,進(jìn)一步調(diào)制氣候系統(tǒng)。澳大利亞是全球第四大沙塵源區(qū),也是沙漠與季風(fēng)共存的典型區(qū)域。來自澳大利亞內(nèi)陸的局地沙塵,以及可能的遠(yuǎn)程輸送沙塵,通過復(fù)雜的輻射與氣候反饋過程,對(duì)該區(qū)域季風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)控作用。關(guān)于沙塵氣溶膠對(duì)季風(fēng)影響的研究多集中在亞非季風(fēng)區(qū),沙塵如何影響澳大利亞夏季風(fēng),目前尚缺乏系統(tǒng)的分析評(píng)估。
最近,中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預(yù)測(cè)(CLIMAP)團(tuán)隊(duì)基于耦合沙塵循環(huán)過程的全球氣候模式,通過海氣耦合、固定海溫、平板海洋模擬實(shí)驗(yàn),研究了沙塵直接輻射效應(yīng)對(duì)澳大利亞夏季風(fēng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),沙塵氣溶膠的直接輻射效應(yīng)會(huì)減弱澳大利亞夏季風(fēng)的環(huán)流強(qiáng)度,并導(dǎo)致季風(fēng)區(qū)降水顯著減少(圖1)。對(duì)于澳大利亞季風(fēng),海洋慢響應(yīng)(包括熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程)在沙塵氣候效應(yīng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位,其重要性超過了大氣對(duì)沙塵的快響應(yīng)。具體而言,沙塵引起的輻射強(qiáng)迫導(dǎo)致低緯度海洋出現(xiàn)顯著的海表降溫,削弱了澳大利亞東海岸的局地經(jīng)向環(huán)流,該環(huán)流的減弱有利于在澳大利亞東部形成氣旋性異常及南風(fēng)異常,從而抑制季風(fēng)推進(jìn)和減少降水(圖2)。該研究揭示了沙塵氣溶膠對(duì)澳大利亞夏季風(fēng)的影響及其物理機(jī)制,深化了對(duì)沙塵-季風(fēng)相互作用機(jī)制的理解。
上述研究成果已發(fā)表在地學(xué)期刊Global and Planetary Change。張曉菲博士生為第一作者,石正國(guó)研究員為通訊作者。研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2023YFF0804804)、國(guó)家自然科學(xué)基金(42221003、42575054)等項(xiàng)目資助。
文章信息與鏈接:
Zhang, X., Xie, X., Zhang, H., Guo, J. and Shi, Z.*, 2026. Weakened Australian summer monsoon by direct radiative effect of dust aerosol. Global and Planetary Change, 259, 105352. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105352
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圖1 南半球夏季850 hPa風(fēng)場(chǎng)和降水對(duì)沙塵直接輻射效應(yīng)的響應(yīng):(a) 總響應(yīng),(b) 快響應(yīng),(c) 慢響應(yīng),(d) 海洋熱響應(yīng)。
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圖2 南半球夏季緯向平均(140°E–180°E)經(jīng)向環(huán)流質(zhì)量流函數(shù)。
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