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2023年加拿大野火的多尺度气候强迫：从局地冷却到半球遥相关与降水格局重组

加拿大,山火,地球系统模式,气候效应

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.5 气候-生态-大气化学间相互作用

2023年加拿大野火规模空前，向大气中释放了大量气溶胶。然而，其气候影响的完整程度，尤其是局地辐射效应之外的影响，仍未得到充分探索。本研究利用中国科学院地球系统模式（CAS-ESM）进行了两组集合试验：一组采用气候态平均的野火排放作为控制试验，另一组则引入了2023年加拿大实际野火排放作为敏感性试验。我们揭示了一种多尺度气候强迫机制。在局地尺度，密集的气溶胶羽流在北美地区引发了显著的负辐射强迫，通过直接辐射效应和云反照率增强，导致了显著的地表冷却。在源区之外，野火强迫激发了半球尺度的遥相关波列，重构了欧亚大陆上空的大气环流，导致地表温度异常呈现显著的季节反转：夏季欧洲偏冷而俄罗斯西部偏暖，秋季则恰好相反。与此同时，降水响应表现出双重结构——源区因气溶胶稳定效应导致对流受抑、降水减少，而下游地区（俄罗斯平原和中国东南部）的降水偏少则受遥相关诱导的异常高压系统动力调控。值得注意的是，其影响进一步延伸至南半球，在中高纬度激发出清晰的遥相关波列。我们的研究结果表明，极端野火事件不仅改变局地能量收支，还能触发具有强烈空间依赖性和季节依赖性的全球尺度大气动力重组。本研究强调了在极端事件的气候评估中纳入耦合的能量-动力反馈的必要性，这对提升次季节至季节预测能力以及应对野火风险增加背景下的未来气候预估具有重要意义。