圖說:氣候變遷受地球自轉軸傾角的影響示意。夏季期間,較大的地軸傾角有利陸地季風(西非、南亞、及東亞)增強且向北擴張(藍色標示);隨著地軸傾角減小,副熱帶季風及西北太平洋季風槽增強甚至出現(橘色標示)。與東亞冬季季風相關的環流同步因地軸傾角減小而減弱。
地球自轉軸的傾角(相對於繞日公轉的軌道面)支配了季節的存在,其以數萬年為週期的變化常被預期可牽動古氣候季風系統的發展。然而古地質的氣候紀錄中卻罕見地軸傾角的訊號;東亞地屬當代季節性複雜之最,其軌道尺度的古氣候變化卻似由另一軌道參數主導,即同樣以數萬年為變化週期的日地間距。
為了探索地軸傾角變化對東亞季節性的影響,我們藉氣候模式進行了地軸傾角變化的靈敏度測試。研究結果顯示,大尺度降雨特徵的遷徙(主要與亞洲及非洲的古氣候夏季季風相關)與地軸傾角的變化密切相關。相較於極端大的地軸傾角,季風環流及降雨的南北季節性分佈因較小的地軸傾角而被侷限於副熱帶區域。隨著地軸傾角的減小,當代複雜的東亞季節性變化漸趨緩和。
夏季時候,東南亞及副熱帶西北太平洋區域的對流因地軸傾角的減小而更加活躍,與被侷限與減弱的南亞、東亞及西非夏季季風環流成明顯對比。地軸傾角的變化也明顯改變了冬季的氣候特徵;冬季綜觀尺度(包含東亞主槽、西伯利亞高壓、阿留申低壓)與大尺度環流(中緯度西風噴流與哈德里環流)皆會因為地軸傾角的減小而減弱。
此外,我們也探索了溫室氣體於地軸傾角變動實驗中的角色;類似地軸傾角變化對日照(短波輻射)的重新分配,溫室氣體對大氣長波輻射的調節也影響了輻射通量的緯度差異。氣候模式的模擬結果顯示,部份隨地軸傾角改變而產生的東亞季節性變化,在溫室效應增強時變得模糊;溫室氣體於大氣的存量可能對地軸傾角因子隱藏於東亞古氣候資料的盲點提供了新的看法。
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