重磅！南京信息工程大学大气环境中心科研成果在《Nature Communications》发表

南京信息工程大学

大气环境中心科研成果在《Nature Communications》发表

2021年4月9日，《Nature Communications》在线发表了耶鲁大学—南京信息工程大学大气环境中心（https://yncenter.sites.yale.edu/）的科研成果，题为“Ocean surface energy balance allows a constraint on the sensitivity of precipitation to global warming”。本研究是大气环境中心对湖泊水循环试验（Wang et al., 2014; Lee et al., 2014）和理论研究（Wang et al., 2018）工作的延伸，将地表能量平衡原理推广到全球海洋，量化了历史时期降水对气温的敏感性，填补了气候变化研究领域这一知识空白。

随着气温上升，全球降水如何变化是水循环研究的重要科学问题。地球系统模式预测在未来气候变暖情景下，全球降水将增加，但对历史时期降水对气候变暖响应的认识依然存在争议，不同的地球系统模式模拟的降水对气温的敏感性在变化方向和数值大小上差异巨大。

本文通过分析大气再分析数据产品和多情景下的地球系统模式模拟结果，发现全球降水的年际变化受海洋蒸发所驱动，对城镇化等土地利用变化不敏感（图1）。海冰融化对增温的正反馈效应已经达成共识，本研究发现，海冰融化也会增强降水（图2），原因是：随着气温上升，海冰融化引起海面反照率下降，海洋吸收更多的太阳辐射用于海洋蒸发。本研究还发现，海洋表面的太阳辐射和海洋热储量这两个因子对降水对气温敏感性的模式模拟结果差异的解释程度高达91%（图3）。因此，加强海面太阳辐射和海洋热含量观测有助于改善地球系统模式对未来降水变化的预测。

该论文的第一单位是南京信息工程大学，第一作者为王伟副教授，其他作者为T. C. Chakraborty（耶鲁大学博士生）、肖薇教授等。该研究得到了国家重点研发计划（2019YFA0607202）的资助。

论文连接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22406-7

图1 全球水循环陆地调节因子φ（陆地蒸散与海洋蒸发年际变化的比值）与森林覆盖率变化之间的关系

图2 全球降水对气温敏感性的因子拆分结果

图3 海面太阳辐射和海洋热储量对全球降水对气温敏感性的解释程度

相关文献：

1. Wei Wang, Xuhui Lee*, Wei Xiao, Shoudong Liu, Natalie Schultz, Yongwei Wang, Mi Zhang, Lei Zhao, Global lake evaporation accelerated by changes in surface energy allocation in a warmer climate. Nature Geoscience, 2018, 11: 410-414.
2. Wei Wang, Wei Xiao, Chang Cao, Zhiqiu Gao, Zhenghua Hu, Shoudong Liu, Shuanghe Shen, Linlin Wang, Qitao Xiao, Jiaping Xu, Dong Yang, Xuhui Lee*, Temporal and spatial variations in radiation and energy balance across a large freshwater lake in China. Journal of Hydrology, 2014. 511: 811-824.
3. Xuhui Lee*, Shoudong Liu, Wei Xiao, Wei Wang, Zhiqiu Gao, Chang Cao, Cheng Hu, Zhenghua Hu, Shuanghe Shen, Yongwei Wang, Xuefa Wen, Qitao Xiao, Jiaping Xu, Jinbiao Yang, Mi Zhang, The Taihu eddy flux network: an observational program on energy, water, and greenhouse gas fluxes of a large freshwater lake. Bulletin of the American Meteorological Society, 2014, 95: 1583-1594.