本站讯 近日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室在热带气候变化研究领域取得重要进展，研究成果以“Hot season gets hotter due to rainfall delay over tropical land in a warming climate”（全球变暖下热带陆地降雨延迟导致热季更热）为题发表于Nature Communications（《自然·通讯》）期刊。研究发现了全球变暖下“热季更热”（hot-season-gets-hotter）现象，并揭示热带降水季节延迟在其中的关键作用。成果由中国海洋大学“青年英才工程”第一层次宋丰飞教授为第一作者兼通讯作者，物理海洋教育部重点实验室/海洋与大气学院/未来海洋学院在读博士生董洪强为共同第一作者，联合国内外专家学者共同完成。
热带地区承载全球40%的人口和80%的生物多样性，且人口在全球范围内增加最为迅速。探究全球变暖对热带气候的影响是认识未来热带气候宜居性的一个关键科学问题。在年循环尺度上，热带主要呈现雨季和干季之分。一年之中最热的时候往往是雨季开始之前，一旦雨季爆发，高温酷暑将会得到极大缓解。前期研究显示全球变暖下大多数热带陆地季风区将会出现显著的降雨季节延迟，这就意味着热带陆地将面临更长时间的太阳炙烤，这是否也对应着高温加剧呢？本研究基于CMIP5/CMIP6多模式多情景模拟数据给出了肯定的回答，且发现该现象在亚马逊地区尤为显著（图1）。一方面，雨季爆发推迟使得云量减少，地表接收到的太阳短波辐射显著增加；另一方面，降雨的相对减少使得土壤湿度降低，抑制蒸发潜热，促使更多能量通过感热输送和长波辐射形式释放，最终加剧增暖。这种“热季更热”（hot-season-gets-hotter）现象也对应着高百分位气温增暖的放大。以亚马逊地区为例，在未来高排放情景下，热季的增暖幅度比年平均要高出1℃，而99%百分位的气温增暖幅度比平均气温要高出约30%。
前人关于热带陆地降水延迟的原因有两种理论解释。一是全球变暖下大气有效比容增加，使得大气对季节太阳辐射的响应变慢；二是全球变暖下，干季更干，土壤湿度在雨季开始前偏干，从而使得大气需要更长时间积累能量。前一种理论强调了大气的水汽需求增加，而后一种理论强调大气的水汽源头减少。本研究进一步利用固定土壤湿度的敏感性试验厘清了这两种机制对热带降雨季节延迟的贡献。研究发现，在保持土壤湿度不变的情况下，全球变暖下降雨延迟的现象仍十分显著，但强度减弱一半左右。这说明大气有效比容增加是降雨延迟的触发机制，而土壤湿度则通过正反馈成为降雨延迟加强的有力推手。最后，基于多套观测资料，研究发现过去四十年中，亚马逊和南非地区的“热季更热”现象已经涌现，干旱与高温复合事件风险显著上升，这将对热带气候的宜居性构成新的挑战。
研究揭示了全球变暖下热带陆地的“热季更热”现象，强调了降雨季节延迟在其中的关键作用，并明确了降雨季节延迟背后的物理过程，为热带地区热浪、野火及干旱的早期预警等提供了重要的理论依据。研究工作得到国家自然科学基金、崂山实验室科技创新项目等项目的大力支持。
图1：全球变暖下热带陆地“热季更热”及其与降雨季节延迟的紧密联系。（a-c）热带陆地的降雨延迟和春季降雨相对变化的空间分布。（d-f）热带陆地春季的高温加剧和相对增暖的空间分布。（g-h）南北半球热带降雨季节延迟与春季高温加剧的紧密联系。
宋丰飞教授（右）与博士研究生董洪强（左）
通讯员：侯霞
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57501-6
编辑：赵奚赟
责任编辑：刘莅
