Future North Atlantic Oscillation weakening linked to land–sea warming contrast
这项研究表明，由于陆海温差减小，与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）无关的北大西洋涛动（NAO）组分在全球变暖背景下表现出稳健的减弱趋势，而由 ENSO 驱动的变化所带来的不确定性，则导致了不同模型对总北大西洋涛动变率预测的分歧。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
每年冬天，欧洲和美国东部的天气很大程度上受控于北大西洋的一个巨大的气压“跷跷板”。科学家们称之为北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation）。当跷跷板向一侧倾斜时，急流会增强并向北移动，给北欧带来温和多雨的冬季，同时给南部带来寒冷干燥的空气。当它向另一侧倾斜时，模式就会反转，通常导致北部出现严酷的冬季，而南部则变得更加温暖。这种自然节奏是区域气候最重要的驱动力之一，然而随着全球变暖，科学家们一直难以预测这种涛动将如何表现。虽然人们普遍预期跷跷板的平均位置可能会发生偏移，但对于其波动本身会变得更强、更弱还是保持不变，却无法达成共识。
东京大学和筑波大学的研究人员通过将这种涛动分解为两个截然不同的部分，终于解开了这个谜团。他们发现，由大气自身内部混沌驱动的那部分天气模式，正随着全球变暖而逐渐减弱。然而，受热带太平洋厄尔尼诺现象影响的那部分模式却在增强。由于气候模型对于未来厄尔尼诺现象将如何变化存在分歧，它们对于总体的天气波动是会增长还是萎缩也各执一词。这项研究表明，内部模式的减弱是由陆地与海洋升温速率相对变化所引起的特定变化造成的。
为了理解这一点，可以将大气想象成一个依靠温差运行的巨大引擎。北大西洋涛动是由北美大陆上方的冷空气与相对温暖的北大西洋上方暖空气之间的对比所驱动的。这种温差创造了一个气压坡度，天气系统沿着这个坡度滑动，并在过程中获得能量。研究人员使用了大规模计算机模拟，运行了数千种不同版本的未来气候，以观察当地球变暖时，这个引擎会发生什么。他们发现，这个引擎正在失去效率。
这种动力损失的原因在于不断变化的加热景观。随着全球变暖，北美东北部的陆地升温速度远快于附近的海洋。与此同时，北大西洋中一个被称为“变暖漏洞”（warming hole）的特定区域升温并不明显，甚至可能保持凉爽。这导致了大陆与海洋之间的温差缩小。当这个差距缩小，大气可以获取的能量就会减少，北大西洋涛动的波动也会随之变得不再剧烈。研究显示，这种内部模式的减弱是在他们测试的几乎所有模型中都表现出的稳健且一致的发现。
然而，全貌更为复杂，因为还涉及热带太平洋。研究人员将天气模式分为两类：一类是由大气自身内部运动引起的，另一类是由热带太平洋（特别是厄尔尼诺-南方涛动）的变化所驱动的。他们发现，虽然内部模式确实在减弱，但由厄尔尼诺驱动的部分实际上正在增强。与厄尔尼诺相关的热带风暴正变得更加剧烈，其对北大西洋的影响也在增长。在计算机模型中，这种增强的力量正在与减弱的内部引擎进行博弈。
这种冲突解释了为什么不同的气候模型在过去给出了如此迥异的答案。一些模型显示总体的天气波动正在减弱，而另一些则显示正在增强。这种差异完全取决于在每个特定模型中，热带影响力的增长程度。如果一个模型预测厄尔尼诺的力量大幅增加，那么总体的波动就会变大；如果预测的增幅较小，那么内部模式的减弱就会占据上风，波动就会变小。研究结论指出，要对欧洲和北美未来的冬季天气做出可靠预测，科学家必须首先解开厄尔尼诺将如何变化的谜题。在此之前，热带太平洋的不确定性仍将是我们在北大西洋预报中最主要的疑虑来源。
研究结果还表明，这种天气模式的未来不仅仅与全球平均气温升高挂钩。相反，它在很大程度上取决于该区域升温的具体模式。如果陆地继续比海洋升温更快，或者海洋中的冷却斑块持续存在，天气波动很可能会减弱。这意味着，即使全球温度趋于稳定，如果区域性的升温模式发生变化，北大西洋涛动的行为仍可能发生剧烈变化。该研究提供了一份清晰的未来研究路线图，表明理解陆地与海洋温度之间的局部“舞蹈”，与追踪全球温室气体水平同样至关重要。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。