广泛气候条件下的热带温度分布：理论与理想化模拟

理解温度变率和极端事件的未来变化是一项具有社会影响的重大科学挑战。本文利用理想化的大气环流模型（GCM）探讨了逐日近地表温度分布对气候变暖的响应。我们使用平板海洋水球配置和带有陆地水文桶状模型的简单大陆配置，对广泛的气候状态进行了模拟。在热带地区，极端温度对气候变化的响应在陆地和海洋上形成强烈对比。在陆地上，炎热天气的变暖幅度相对于平均夏季日被放大。但在海洋上，炎热天气的变暖幅度受到抑制，这意味着温度分布变窄。先前的研究已经发展了基于对流耦合的理论来解释陆地上极端温度的变化。在此基础上，我们利用一个基于局地对流耦合的新理论框架，研究了陆地和海洋上对比鲜明的温度分布响应。该理论强调了五种可能驱动不同温度百分位数间差异性变暖的物理机制：自由对流层温度变化、相对湿度变化、对流有效位能（CAPE）变化、“热者更热”机制和“干者更热”机制。由于水分可用性有限，陆地上的炎热天气相对干燥，这驱动了“干者更热”机制，并放大了分布暖尾的变暖。这一机制是解释陆地和海洋炎热天气对气候变化响应差异的主要因素。但其他机制也对温度分布的变化有所贡献，其中自由对流层温度和地表相对湿度的变化具有很大影响（且部分相互抵消）。