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| PNAS:早侏羅紀極熱事件期間的強熱帶氣旋 |
| 來(lái)源： 發(fā)布日期：2023-07-12 |
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近日，北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系胡永云教授團隊聯(lián)合中科院大氣物理研究所燕青團隊和中國地質(zhì)大學(xué)David Kemp和張仲石團隊，結合氣候模擬結果和地質(zhì)記錄，指出在早侏羅紀極熱事件期間存在強熱帶氣旋（臺風(fēng)），論文發(fā)表在Proceedings of the National Academy of Sciences。 約1.83億年前的早侏羅紀，曾出現過(guò)一個(gè)時(shí)間尺度約幾十萬(wàn)年的極熱時(shí)期，被稱(chēng)為托爾階極熱事件（Toarcian Hyperthermal Event）。在該極熱事件期間，海洋缺氧、海洋生物滅絕、陸地生態(tài)系統豐度及多樣性降低，是一次重要的生命滅絕事件。 圖1、逃離特提斯洋風(fēng)暴（繪制：史愛(ài)娟；設計：胡永云）。 1.83億年前，潘吉亞超大陸剛開(kāi)始裂解，熱帶存在廣闊的半封閉特提斯洋，恐龍開(kāi)始成為地球上處于統治地位的動(dòng)物。托爾階極熱事件前的全球平均溫度大約是19°C，在極熱事件期間，全球平均溫度高達25°C。地質(zhì)證據表明，該極熱事件期間，在特提斯洋沿岸存在強風(fēng)暴產(chǎn)生的沉積物，這意味著(zhù)極熱事件期間特提斯洋存在強臺風(fēng)。為驗證是否在托爾階極熱事件期間是否存在超強臺風(fēng)及其與全球升溫之間的關(guān)系，胡永云等使用海氣耦合氣候模式，開(kāi)展了3類(lèi)模擬試驗：一類(lèi)試驗使用560 ppm二氧化碳（CO2）（工業(yè)革命前CO2濃度的2倍），另兩類(lèi)分別使用1120 ppm和2800 ppm CO2（分別是工業(yè)革命前的4倍和10倍）；第一類(lèi)代表極熱事件前的CO2濃度，后兩類(lèi)代表極熱事件期間的CO2濃度峰值。 結果表明，在極熱事件期間，特提斯洋存在兩個(gè)潛在臺風(fēng)生成中心，分別位于特提斯洋西北部和東南部（圖2）。在特提斯洋赤道北側形成的臺風(fēng)，在副熱帶高壓引導氣流作用下，在特提斯洋西北部沿岸登陸；在赤道南側形成的臺風(fēng)，在特提斯洋西南沿岸登陸，這與風(fēng)暴產(chǎn)生的地質(zhì)沉積記錄的位置是一致的。 圖2.早侏羅紀極熱事件期臺風(fēng)潛在生成位置（橘黃色位置）和移動(dòng)路徑示意圖。彩色標尺為陸地高程，紫色點(diǎn)是強風(fēng)暴造成的沉積地質(zhì)記錄的大致位置（制圖：燕青、胡永云）。 圖3給出的是三類(lèi)CO2濃度條件下，特提斯洋臺風(fēng)潛在強度的概率分布。隨著(zhù)CO2濃度的升高，特提斯洋臺風(fēng)增強，也就是潛在臺風(fēng)強度的概率分布向大值方向偏移。這種概率分布的右移在北特提斯洋更為顯著(zhù)，這與西北特提斯洋在托爾階極熱事件期間的風(fēng)暴沉積記錄一致。 圖3.三類(lèi)不同CO2濃度下臺風(fēng)潛在強度的概率密度分布（右：北特提斯洋；左：南特提斯洋）。這里的臺風(fēng)強度是理論推算的，臺風(fēng)實(shí)際風(fēng)速要弱一些。 該項研究從地質(zhì)記錄和數值模擬揭示了在CO2濃度較高的暖氣候態(tài)下，臺風(fēng)強度是增強的。這一結果對理解現代和未來(lái)全球變暖條件下臺風(fēng)的強度變化具有重要的指示意義。 該項研究是由國家自然科學(xué)基金委科學(xué)中心項目“大陸演化與季風(fēng)系統演變”（41888101）資助下完成的。 |
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