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冬季海陆热力差对北非春季沙尘环球输送路径影响的年代际变化

北非沙尘输送，海陆热力差，大尺度环流动力，沙尘路径年代际转型

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.6 年代际气候变化机理与预测技术

21世纪以来，全球沙尘输运频率显著增加，其对辐射平衡、云微物理和海洋碳循环的深远影响，亟需揭示其大尺度动力调控机制。作为地球气候系统的核心驱动力之一，陆-海热对比（Land-Sea Thermal Contrast, LSC）在塑造地球气候系统中起着关键作用。在全球变暖背景下，LSC的变率增强深刻改变了大气动力学。特别值得注意的是，LSC调节大尺度尘埃输运的动力学机制仍未得到充分探索，这是一个关键的研究空白。本研究通过开创性地探索LSC对北非沙尘环球输送动力学的年代际影响来解决这一差距。

研究揭示了中纬度海陆热力差影响北非沙尘环球输送路径年代际转变的三维动力特征。在1980–2000年（LSC正相位）期间，北非沙尘主要在对流层中低层（850-500 hPa）向西输送至大西洋，表现为低空东北风主导的风力驱动排放模式，沙尘垂直分布较浅，水平范围集中。而2000年后（LSC负相位），沙尘输送路径发生显著转变，表现为传输方向转变、水平尺度扩展、垂直结构抬升以及输送层抬升。具体转变为从原先的西向大西洋输送转为跨大陆东向传输，影响西亚、华北，并进一步延伸至北太平洋及北美东南部；沙尘混合层显著加深，可延伸至10 km高度，形成更活跃的干对流抬升机制，使沙尘更易进入中高层大气；沙尘跨洋输送主要依赖对流层中层（500 hPa），其异常信号显著强于低层，表明中纬度西风急流在远程传输中的关键作用。

海陆热力差通过大尺度到局地尺度的动力学过程调控粉尘的排放、抬升和随后的输送。1980—2000年LSC+阶段放大了变暖的欧亚和北美大陆和变冷的海洋盆地之间的纬向温度梯度，驱动了NAO+模式，在北非东北部建立了增强的反气旋系统。这些天气配置产生了异常的东北风，增强了尘埃排放和向西大西洋的输送，风力驱动的排放机制占主导地位。2000年后，从DJF到MAM的海温异常三极型增强， LSC-相位的逆转促使NAO-持续到春季，反常的西南平流导致撒哈拉土壤干燥和干对流增强。LSC-使得中纬度西风带的增强，进一步将沙尘输送向东输送，最远可延伸到北美东南部。总体而言，与LSC相关的西向和东向沙尘输运方向的变化与NAO相位决定的气候变率密切相关。2000年以后，干旱期对沙尘排放的重要作用凸显了在全球变暖背景下，特别是在强烈热浪的影响下，区域干旱对沙尘排放的重大影响。