干濕季開始結(jié)束變化機(jī)理（2）環(huán)流
非洲中部赤道地區(qū)長期干旱的原因
摘要：非洲中部（CEA）在過去20年經(jīng)歷了長期的干旱。本文主要是通過分析多個(gè)觀測和再分析數(shù)據(jù)探究干旱的機(jī)制。研究了與非洲赤道地區(qū)降水有關(guān)的海面溫度（SST）變化和大氣環(huán)流變化。結(jié)果表明，4月、5月和6月非洲中部赤道上空的長期干旱可能是大氣環(huán)流，SST變化化造成。干旱可能主要是由于印度洋太平洋海溫變化與增強(qiáng)、西擴(kuò)的沃克環(huán)流有關(guān)。
引言：有研究顯示熱帶雨林正在經(jīng)歷著嚴(yán)重干旱。非洲赤道地區(qū)的剛果雨林長期的干旱已經(jīng)對植被生產(chǎn)力造成影響。根據(jù)前人的研究非洲地區(qū)降水變化主要受到海表面溫度的影響。本文主要探究大部分非洲中部的雨林地區(qū)長期干旱的現(xiàn)狀和原因，并通過海表面溫度變化，確定降水變化的可能機(jī)制。
研究區(qū)域
非洲中部赤道地區(qū)以對流降水為主。
數(shù)據(jù)
GPCC與GPCP數(shù)據(jù)——降水
MERRA2與ERA-interm數(shù)據(jù)——850 hPa位勢高度、風(fēng)和水汽通量
方法——如何檢驗(yàn)降水和大氣環(huán)流的相關(guān)變化：
本文僅關(guān)注4、5、6三個(gè)月降水變化
最小二乘法回歸估計(jì)線性趨勢
將其分為干期和濕期進(jìn)行對比分析
主要結(jié)論
非洲大部分地區(qū)降水發(fā)生減少，從時(shí)間序列上也可以看出20世紀(jì)90年代以來出現(xiàn)了持續(xù)的負(fù)異常。從圖中可以看出剛果雨林地區(qū)降水減少是發(fā)生在1980年以后，所以接下來的關(guān)注作者主要針對近30年來降水進(jìn)行討論。
降水與大規(guī)模環(huán)流的聯(lián)系
為了確定導(dǎo)致中非赤道地區(qū)干燥的機(jī)制，作者研究了該地區(qū)內(nèi)部動力過程和大氣-海洋相互作用的聯(lián)系。首先通過下圖：
發(fā)現(xiàn)，對于剛果雨林來說，其水汽輸送主要來源于三個(gè)地區(qū)：
（1）位于大約30°S的圣赫勒拿副熱帶高壓——非洲西海岸平行的風(fēng)；（2）（3）東非：印度洋的東南氣流通過海岸進(jìn)入赤道非洲——非洲南部和印度洋為中心的副熱帶高壓的強(qiáng)烈影響。
近幾十年來，非洲存在兩個(gè)異常高壓中心。一個(gè)位于剛果盆地西北部附近，另一個(gè)位于南部非洲中部。這使得非洲大陸和大西洋之間的海陸壓力梯度減弱、季風(fēng)減弱。
中非東部對流層下部的異常高壓中心和反氣旋環(huán)流：異常高壓+東風(fēng)導(dǎo)致減少了降雨量
沃克環(huán)流：非洲赤道地區(qū)的降雨也在很大程度上受到緯向（Walker）環(huán)流的影響
沃克環(huán)流的上升支在非洲赤道地區(qū)減弱。
當(dāng)比較濕潤期和干燥期的沃克環(huán)流時(shí)，可以清楚地看到熱帶沃克環(huán)流的增強(qiáng)和向西擴(kuò)展（太平洋上空的西擴(kuò)）。
上述結(jié)果表明，CEA上空AMJ的長期干燥趨勢與低層大氣環(huán)流變化（如壓力和風(fēng)）有關(guān)，包括季風(fēng)減弱以及印度-太平洋Walker環(huán)流的增強(qiáng)和向西擴(kuò)展?？紤]到大尺度大氣環(huán)流的這種變化通常由SST觸發(fā)，因此下一步
海表面溫度
大西洋和印度洋的SST通過其對大規(guī)模環(huán)流的影響對非洲降雨產(chǎn)生了很大影響
eg:?
印度洋和西太暖池的快速變暖，使得西太暖池向西擴(kuò)展，并增強(qiáng)了非洲赤道地區(qū)的下沉支；然而根據(jù)1979年至2014年的4-6月海表面溫度變化，西太平洋海表面溫度的增長速度高于印度洋，這可能導(dǎo)致不同的結(jié)果。（前情）
在西太平洋，海表面溫度呈現(xiàn)出廣泛的變暖；在中太平洋呈現(xiàn)出冷卻趨勢。先前的研究表明，赤道太平洋SST的類厄爾尼諾（太平洋東部海表面溫度升高）/類拉尼娜模式減弱/加強(qiáng)了緯向SST梯度，從而推動了熱帶太平洋Walker環(huán)流的減弱/加強(qiáng)
圖7（b）和（c）比較了干濕期之間的SST異常差異。干期期間海表面溫度異常類似于拉尼娜現(xiàn)象。這種變化使得熱帶太平洋沃克環(huán)流的增強(qiáng)和向西。
SST不僅直接和間接影響大氣環(huán)流，而且通過對水汽輸送來調(diào)節(jié)降水的變化，因此可以通過水汽通量的變化來進(jìn)一步檢驗(yàn)
結(jié)論：
CEA經(jīng)歷了長期干旱趨勢，而其他熱帶雨林則沒有類似的情況。本文發(fā)現(xiàn)4月-6月CEA的長期干旱可能主要是由于熱帶沃克環(huán)流的增強(qiáng)和向西延伸以及印度洋太平洋SST變化造成的。
非洲赤道干燥趨勢主要是SST和區(qū)域/全球大氣環(huán)流模式導(dǎo)致。
文章來源：Hua W, Zhou L, Chen H, et al. Possible causes of the Central Equatorial African long-term drought[J]. Environmental Research Letters, 2016, 11(12): 124002.
