摘要
基于第五次国际间耦合模式比较计划（thephase5oftheCoupledModelIntercomparisonProject,CMIP5）中在4.5W/m2的典型浓度路径（RepresentativeConcentrationPathway4.5,RCP4.5）、8.5W/m2的典型浓度路径（RCP8.5）、4倍CO2突增（abrupt4xCO2）、每年增加1%CO2浓度至4倍（1pctCO2）、工业革命前（piControl）、历史以及单一强迫(historical、historicalAA、historicalGHG)试验结果，我们通过能量框架分析方法研究了全球变暖模拟中热带降水南北不对称性的变化（主要由热带辐合带（IntertropicalConvergenceZone,ITCZ）的南北移动引起）及其主要机制，得到了以下结论： 首先，本文利用RCP8.5、1pctCO2试验研究了全球变暖辐射强迫下热带降水南北不对称性的变化及其与大气能量输送变化（AtmosphereHeatTransport,AHT）的关系。发现在RCP8.5试验中，大多数模式模拟大气向南输送能量，主要由大气层顶（TopoftheAtmosphere,TOA）通量贡献，并可进一步归因至云量、云散射以及表面反照率辐射响应的南北半球差异。热带降水的南北不对称性和跨赤道的AHT变化显著相关，由TOAflux驱动，主要与南大洋短波云量辐射响应、北半球中高纬度短波云量、云散射、大气散射辐射响应有关，且北半球的辐射响应受气溶胶影响较大。北半球气溶胶减少使得大气对短波辐射的散射减弱，同时也减少了云量，云对短波的反射以及散射作用减弱，使得北半球进入大气的短波辐射增多，热带降水的南北不对称性增大。此外在RCP8.5试验中，在气溶胶减小速率变缓的2050年之后，大气向南的能量输送减小，热带降水南北不对称性的增长速度变慢，且跨赤道AHT与降水的关系由负相关变为正相关。并且在历史归因试验中热带降水的南北不对称性主要由气溶胶决定，只有在气溶胶强迫下，热带降水南北不对称性与跨赤道AHT之间的关系才会与RCP8.5试验中一致。同时对比两组试验我们发现，在RCP8.5试验中热带降水不对称性增加更大，因此北半球气溶胶减少造成的南北能量不对称对热带降水南北不对称性有重要的调控作用。此外，我们发现北大西洋吸热与热带降水南北不对称性、南大洋南北部吸热显著相关，并且与南大洋短波云量辐射响应调控的35-45?S地区的TOAamp;nbsp;flux变化有关，也通过影响南极地区的表面反照率辐射响应和南半球其他地区的云辐射响应（主要影响云量辐射响应），使得TOA短波辐射经向梯度加大，引起西风急流南移。 其次，本文利用RCP4.5、abrupt4xCO2试验对比研究了全球变暖不同阶段，特别是辐射强迫增加造成的快响应以及辐射强迫保持稳定后的慢响应阶段热带降水南北不对称性的变化及其与大气能量变化的关系。与快响应相反，大多数模式模拟大气向北输送能量，由表面进入大气的能量（surfaceflux）驱动，主要与短波辐射通量、潜热通量有关。大多数模式模拟热带降水不对称性减小，但存在较大的模式间差异。这种差异仍然与跨赤道AHT的变化呈显著的负相关。但与快响应阶段不同，跨赤道AHT的变化主要由surfaceflux驱动，与潜热通量的南北半球差异有关。同时对比RCP4.5、abrupt4xCO2两组试验我们发现，温室气体浓度越大，快响应阶段存储在南大洋的能量越多，慢响应阶段跨赤道AHT与热带降水南北不对称性变化的幅度越大。
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