研究哈德利细胞在持续气候变化中的作用

在热带地区，在赤道雨林和海洋上方，强烈的太阳辐射照射地球，将温暖潮湿的空气推向远处。

一旦到达高层大气，这条流就会在两个半球向两极移动;然后它在纬度20至30度左右的亚热带地区下降，导致非洲北部撒哈拉沙漠等大片沙漠的形成。从那里，被称为哈德利环流的溪流返回赤道，在那里它升温并再次上升，重新开始它的循环之旅。

两个哈德利环流 - 北部和南部 - 在低纬度地区循环大部分热量和湿度，极大地影响了气候区域的全球分布。当温暖潮湿的空气上升时，它会冷却下来，让水蒸气凝结，从而导致热带深处的强降雨。

相比之下，亚热带地区向地球下降的气流伴随着温暖干燥的风，减少了降雨量。从本质上讲，哈德利细胞决定了热带和亚热带的哪些地区将拥有干旱的沙漠，哪些地区将拥有丰富的降雨。以色列位于北部哈德利细胞的边缘，这是该国半干旱气候的原因。

由于其巨大的意义，哈德利细胞引起了气候科学家的极大兴趣。然而，虽然有大量关于降雨和温度的全球数据，但测量整个大气中的气流几乎是不可能的。更令人窘境的是，试图理解哈德利细胞的各种模型被发现相互矛盾。

用于气候预测的全球气候模型表明，北部哈德利环流在过去几十年中已经减弱，而基于观测的分析则恰恰相反。

对地球气候至关重要的系统存在不确定性，削弱了研究人员评估人类对近期气候变化的贡献的能力。这反过来又破坏了气候预测的可信度，使得制定应对气候危机所需的政策变得更加困难。政府间气候变化专门委员会的最新报告是该领域最重要的文件，它特别指出了这一问题。

在发表在《自然》杂志上的一篇论文中，魏茨曼科学研究所地球与行星科学系的Rei Chemke博士和麻省理工学院的Janni Yuval博士讨论了过去二十年来困扰现有模型的不确定性。他们提出了一种基于观察的方法来测量哈德利细胞中的气流强度。

为了应对这一挑战，Chemke和Yuval寻找现成的数据，他们可以用来制定一种测量细胞强度的新方法。在检查了描述气流的物理方程后，他们确定了哈德利细胞强度与持续监测参数之间的关系：海平面气压。

然后，他们检查了几十年来收集的观测数据，得出的结论是，正如全球气候模型所表明的那样，北部哈德利环流的强度确实在减弱。此外，他们能够高度肯定地证明这种减弱是人类活动的结果，并且将来可能会继续下去。

那么，可以期待什么呢?在未来几十年中，北部哈德利环流的减弱可能会减轻低纬度地区预计的降水变化。它将缓和赤道地区降雨量的增加和亚热带地区降雨量的减少。然而，这种缓和可能只会减少，但不能克服以色列预计的干旱和荒漠化。

“我们的研究表明，人类活动已经影响了关键的全球气候现象，”Chemke总结道。

“这项研究还提高了气候模型预测的信心，并帮助我们更准确地应对气候变化。在我们的后续研究中，我们将研究在过去的一千年中，由于自然现象，哈德利细胞是否发生了类似的减弱 - 这将使我们能够评估这些人为引起的变化是多么前所未有的。

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