Hothouse 气候下近表面大气逆转与表面逆转的形成机制

Hothouse 气候可能在地球历史的整个时期以及其温暖未来，以及可能居住的系外行星靠近可居住区内缘处出现。以往研究表明，近表面大气逆转 (NAIV)——即平流层边界处的空气温度高于表面相邻空气温度——是 hothouse 气候中显著现象。然而，其背后的机制尚不清晰。本文表明，低层大气辐射加热是必需的，但并非独立充分形成 NAIV 的条件。相反，大尺度下沉引起的动力学加热是必不可少的。在给定合理的大尺度下沉条件下，小域云解析模拟中会出现 NAIV，而这一现象在以往研究中未被观察到。表面蒸发冷却也有助于 NAIV 的形成。除 NAIV 外，我们发现表面逆转 (SIV)——即表面相邻空气温度高于下方海面温度的现象——也是 hothouse 气候中显著的现象。SIV 由强烈的表面蒸发冷却和大气短波吸收共同导致。这两种类型的逆转显著增强了大气的稳定性，削弱了大气循环，干燥了平流层，并抑制了水循环。