Sahel沙漠地区干旱的动力学机理

摘要

沙漠与周围地区相比,其较高的反照率使地表附近净辐射热量损失更多,由此产生的水平温度梯度会引起一种受摩擦作用控制的低层辐散环流.此环流在局地垂直方向上表现为下沉运动,这种下沉运动产生的绝热压缩会从位温较高的上层引进热量,以使局地达到热平衡.在副热带地区,这种下沉运动与哈德莱环流的下沉支叠加,但比后者强烈得多.这是沙漠地区气候自我反馈的一个重要方式.若考虑生态因素,这种反馈机制将在沙漠边缘地带导致不稳定或次稳定的情况发生.可以判断,撒哈拉沙漠南缘的Sahel地区植被减少,使该地区地表反照率上升,带来了上述下沉运动与额外的干燥效应,从而使干旱情况在此地一直持续.NASA戈达德太空研究所大气环流模式的积分模拟结果证实了这一假说:若将热带辐合带(ITCZ)北侧的地表反照率从14％调至35％,则ITCZ将南移若干个纬度,并且Sahel地区雨季的降水将会减少约40％.