大约2万年前,北美上空出现了巨大的冰原,研究人员认为,这些冰本身推动了风暴向南移动,淹没了西南地区,使太平洋西北部地区干涸。现在,由cires领导的一项新研究发现,海洋温度是大气环流急剧变化背后的真正罪魁祸首。这项发表在《地球与行星科学快报》上的研究表明,西海岸的降水模式与太平洋温度的变化密切相关。
“虽然没有机会3-km-tall冰盖会突然出现在北美,现代气候可以产生类似的北太平洋海洋温度的变化,可能暂时交换西南和西北太平洋,气候的“Dillon说Amaya,前CIRES访问学者和该论文的第一作者。
现在是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)物理科学实验室(Physical Sciences Laboratory)的研究科学家的阿玛亚,和他的同事们使用了一个气候模型来评估北半球冰盖在最后一次冰川盛期(Last Glacial Maximum)对西海岸大气动力学的影响,当时今天干旱的西南地区是湿润的,潮湿的太平洋西北地区是干燥的。地质证据和之前的建模工作支持了风暴路径的这一重大转变,但其根本原因尚不清楚。
长期以来,研究人员一直假设,在上一个冰河时代,冰盖起到了物理屏障的作用,迫使北太平洋急流和冬季风暴向南移动。但最近,科学家们开始进一步研究冰的另一个特征。阿玛亚解释说:“反射大量阳光的明亮冰盖也会产生热力学效应。”“这产生了冷却,也调节了大气环流。”
为了更好地理解这两种影响之间的差异,研究小组使用了一个气候模型,该模型还模拟了海洋对冰盖的反应及其与大气的相互作用。
令人惊讶的是,他们的模型结果表明,冰盖发挥了关键的作用,但在幕后。在他们的气候模型实验中,当他们故意过度简化海洋和大气相互作用的方式时,冰盖似乎确实在物理上迫使急流南下。但是,当他们允许他们的模型更真实地解释空气和海洋的相互作用时,冰盖的亮度引发了北太平洋温度模式的变化。这种变化改变了大气环流,使西海岸的降水向南转移。
这项研究表明,海洋温度,而不是冰原本身,是最后一个冰河时期北太平洋大气环流和西海岸降水模式重组的直接原因。阿玛亚说,这种区别很重要,因为海洋温度的模式不是最后一次冰川最大时期所特有的,也不需要冰盖的存在。
“这项研究强调了对气候系统进行整体观察的必要性,特别是在模拟其过去和未来行为时,”CIRES研究员、合著者克里斯·卡纳斯(Kris Karnauskas)说。“如果不考虑大气和海洋之间的相互作用,你可能会以错误的原因得到正确的答案,当然,当你试图将这些信息推断到未来的担忧,如淡水的可用性时,这是有风险的。”
阿玛亚说:“我们很有可能得到北太平洋的海洋温度模式,看起来很像我们在最后一次冰川盛极期看到的情况。”“这可能会导致西海岸水文气候在相对较短的时间内发生戏剧性的变化,比如几十年。