Mechanisms of Future Predicted Changes in the Zonal Mean Mid-Latitude Circulation
Mechanisms of Future Predicted Changes in the Zonal Mean Mid-Latitude Circulation
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未来预测纬向平均中纬度环流变化的机制
DOI：
10.1007/s40641-019-00145-8
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发表时间：
2019
影响因子：
9.5
通讯作者：
Shaw, Tiffany A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shaw, Tiffany A.
最新的气候模式预测，未来纬向平均中纬度环流将发生极移，强度将发生季节性和半球相关的变化。在这里，我回顾了提出的解释纬向平均中纬度环流对二氧化碳(CO2)浓度增加的响应的机制。这些机制根据它们的热力学起点进行分组，热力学起点被认为是独立于纬向平均中纬度环流响应的过程。有24个机制和8个热力学起点：(I)热带高空潜热释放增加，(Ii)热带外干静力稳定性和对流层顶高度增加，(Iii)平流层辐射冷却，(Iv)Hadley环流膨胀，(V)Clausius-Clapeyron关系后比湿增加，(Vi)云辐射效应变化，(Vii)湍流表面热通量变化，以及(Viii)地面经向温度梯度减小。我认为，可以通过测试热力学起点来取得进展。我回顾了最近对热带起点高空潜热释放增加的测试，即规定非绝热扰动，量化对二氧化碳突然增加的瞬时响应，以及施加与纬度相关的二氧化碳浓度。最后，对提高我们对纬向平均中纬环流预测变化的理解提出了未来的展望。
State-of-the-art climate models predict the zonal mean mid-latitude circulation will undergo a poleward shift and seasonally and hemispherically dependent intensity changes in the future. Here I review the mechanisms put forward to explain the zonal mean mid-latitude circulation response to increased carbon dioxide (CO2) concentration. The mechanisms are grouped according to their thermodynamic starting point, which are thought to arise from processes independent of the zonal mean mid-latitude circulation response. There are 24 mechanisms and 8 thermodynamic starting points: (i) increased latent heat release aloft in the tropics, (ii) increased dry static stability and tropopause height outside the tropics, (iii) radiative cooling of the stratosphere, (iv) Hadley cell expansion, (v) increased specific humidity following the Clausius-Clapeyron relation, (vi) cloud radiative effect changes, (vii) turbulent surface heat flux changes, and (viii) decreased surface meridional temperature gradient. I argue progress can be made by testing the thermodynamic starting points. I review recent tests of the increased latent heat release aloft in the tropics starting point, i.e., prescribing diabatic perturbations, quantifying the transient response to an abrupt CO2increase and imposing latitudinally dependent CO2concentration. Finally, I provide a future outlook for improving our understanding of predicted changes in the zonal mean mid-latitude circulation.
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