对流层顶高度与温度的经向结构及其未来变化
大气与海洋物理
2019-10-02 v1
摘要
我们使用一个简单的半解析柱模型，以更好地理解对流层顶高度的经向结构及其与全球变暖相关的高度和温度的未来变化。该模型使我们能够分离对流层直减率（TLR）、光学厚度、出射长波辐射（OLR）和平流层冷却对对流层顶高度的影响。当在每个纬度带局部应用时，该模型预测了对流层顶高度的整体经向结构，其热带对流层顶显著高于高纬度地区，并在亚热带边缘存在急剧过渡。热带较大的光学厚度（主要源于较大的水汽路径（WVP））是产生较高热带对流层顶的主要对流层效应，而较大的热带直减率则倾向于降低对流层顶高度。平流层环流引起的动力冷却进一步抬升了热带的热对流层顶，使其比中高纬度明显更冷且更高。该模型量化了第五次耦合模式比较计划（CMIP5）气候积分中稳健发现的对流层顶高度随全球变暖增加的原因。简单模型捕捉到了CMIP5模式中对流层顶高度增加率的巨大差异，并将其主要贡献归因于WVP和TLR的变化，而CO2浓度和OLR的变化影响小得多。CMIP5模式还显示低纬度对流层顶温度有微小但稳健的增加，高纬度增加则小得多。我们认为，热带的增加可能部分由与热带较高水汽水平相关的辐射传输中的非灰效应引起，否则预测对流层顶温度近乎恒定。
引用
@article{arxiv.1902.08230,
title = {Meridional Structure and Future Changes of Tropopause Height and Temperature},
author = {Shineng Hu and Geoffrey K. Vallis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08230},
year = {2019}
}