蔡逸男 , 杜岩 , , 陈泽生

1. 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所), 广东 广州 510301;

2. 中国科学院大学, 北京 100049;

3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州), 广东 广州 510301

水汽是描述大气状况的基本特征参数之一。大气中的水汽含量(又称可降水量)虽只占全球水总量的0.001% (Durack et al, 2016), 却是全球水循环过程中最活跃的因子。水汽是形成降水的物质基础, 通过平流和垂直输运驱动大气环流, 影响局地降水量(Zhou et al, 2005; Sherwood et al, 2010; Zhu et al, 2011)。水汽的相态变化影响着全球能量的再分配(Chahine, 1992; Oki et al, 2006)。水汽是大气中重要的温室气体, 在当前全球气温升高的背景下, 根据克拉珀龙-克劳修斯方程, 温度每升高1℃, 水汽增加约7% (Held et al, 2006)。外强迫引起的全球平均气温的增加使地表蒸发增强, 空气中更多的水汽会减弱向外的长波辐射, 使气温增加, 这一过程为水汽反馈(Held et al, 2000)。假设大气的相对湿度保持不变, 水汽可以使由二氧化碳强迫引起的全球地表平均增温加倍(Manabe et al, 1964, 1967), 如果考虑水汽反馈和其他反馈的相互作用, 上述放大效应可达3 倍或以上(Held et al, 2000)。水汽反馈是气候系统中重要的反馈过程(Soden et al, 2006), 对理解全球气候变化至关重要(Lacis et al, 2010)。气候变化中的水汽变化具有相当大的不确定性(Zhang et al, 2020), 在密切监测温度变化的同时, 系统性地观测大气中水汽的长期变化, 对于气候研究和预测具有重要意义。

前人有关水汽的研究主要基于卫星遥感反演资料、无线电探空资料以及再分析资料等。Wentz 等(2000)使用卫星专用传感器微波成像仪(SSM/I)数据对比发现, 在年际和年代际时间尺度上, 海面温度、对流层低层空气温度和大气柱水汽总量之间存在很强的正相关性, 且在1987—1998 年期间海洋大气有持续变暖和变湿的趋势。……