全球变化条件下的平流层大气长期变化趋势

摘要

两个因素将对21世纪平流层气候变化产生重要作用。一个是温室气体增加，另一个是平流层臭氧的可能恢复。温室气体增加的辐射效应一方面造成地面和对流层变暖，另一方面却导致平流层变冷，而臭氧层恢复的辐射效应则导致平流层变暖。在温室气体增加和臭氧恢复这两种相反因素作用下的平流层温度如何变化是所关心的主要问题。为了预估平流层温度在21世纪的变化，使用了辐射一对流模式进行了敏感性实验，另外，也对他人进行的化学一气候耦合模式（CCM）模拟结果进行了分析。这些模拟结果表明，在21世纪平流层中上层（60～1hPa）将变冷，而下层（150～60hPa）变暖。这说明在平流层中上层温室气体的冷却效应将起主导作用，而臭氧恢复的加热效应在平流层下层相对更为重要。CCM的模拟结果表明，臭氧恢复最显著的区域在平流层上层（3hPa附近），与最大降温区一致，说明温室气体增加将有利于平流层上层臭氧恢复。CCM的模拟结果还表明，平流层两极地区在冬半年存在变暖的现象。根据已有的研究结果，极区变暖与平流层行星波活动增强有关，动力、热力和化学之间的正反馈作用也有可能对极区变暖有重要的贡献。