理想化通用气候模式中强制赤道超级旋转的气候影响
大气与海洋物理
2026-03-25 v3
摘要
虽然人们预期，大尺度热带循环在更暖的气候下应发生某些变化，但其特征（如斜率细胞、赤道收敛带或弱表面东风）是否可能呈现完全不同的形状，仍是未解之谜。例如，有学者假设地球大气史上曾经出现赤道超级旋转——即赤道地区出现西向风。赤道超级旋转的可能性已在广泛的行星大气中研究过，以理解其背后的动力学过程。然而，这种剧烈循环变化对气候系统的更广泛影响几乎未被探讨。这正是本文所要回答的问题。我们通过在理想化通用气候模式中施加赤道扭矩来进行模拟，探讨强制超级旋转大气对表面温度和水循环的影响。我们表明，这些影响相当大且直接与全球循环变化相关，这种变化超出了热带大气的范围。我们运用包括强制/反馈分析和湿润能量平衡模型等工具，认为主要机制是大气能量输运的变化，特别是由纬向对流循环的消失所致；其次是赤道喷流的出现，以及随之而来的湿度在热带地区的重新分配，导致相对湿度梯度显著减弱，这对辐射有显著影响。
引用
@article{arxiv.2504.06909,
title = {Climate impacts of forced equatorial superrotation in an idealized GCM},
author = {Tim Marino and Michael P. Byrne and Corentin Herbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06909},
year = {2026}
}