近日，北京大学物理学院大气与海洋科学系胡永云教授团队联合中科院大气物理研究所燕青团队和中国地质大学David Kemp和张仲石团队，结合气候模拟结果和地质记录，指出在早侏罗纪极热事件期间存在强热带气旋（台风），论文发表在Proceedings of the National Academy of Sciences。
约1.83亿年前的早侏罗纪，曾出现过一个时间尺度约几十万年的极热时期，被称为托尔阶极热事件（Toarcian Hyperthermal Event）。在该极热事件期间，海洋缺氧、海洋生物灭绝、陆地生态系统丰度及多样性降低，是一次重要的生命灭绝事件。
图1：逃离特提斯洋风暴（绘制：史爱娟；设计：胡永云）
1.83亿年前，潘吉亚超大陆刚开始裂解，热带存在广阔的半封闭特提斯洋，恐龙开始成为地球上处于统治地位的动物。托尔阶极热事件前的全球平均温度大约是19°C，在极热事件期间，全球平均温度高达25°C。地质证据表明，该极热事件期间，在特提斯洋沿岸存在强风暴产生的沉积物，这意味着极热事件期间特提斯洋存在强台风。为验证是否在托尔阶极热事件期间是否存在超强台风及其与全球升温之间的关系，胡永云等使用海气耦合气候模式，开展了3类模拟试验：一类试验使用560 ppm二氧化碳（CO2）（工业革命前CO2浓度的2倍），另两类分别使用1120 ppm和2800 ppm CO2（分别是工业革命前的4倍和10倍）；第一类代表极热事件前的CO2浓度，后两类代表极热事件期间的CO2浓度峰值。
结果表明，在极热事件期间，特提斯洋存在两个潜在台风生成中心，分别位于特提斯洋西北部和东南部（图2）。在特提斯洋赤道北侧形成的台风，在副热带高压引导气流作用下，在特提斯洋西北部沿岸登陆；在赤道南侧形成的台风，在特提斯洋西南沿岸登陆，这与风暴产生的地质沉积记录的位置是一致的。
图2:早侏罗纪极热事件期台风潜在生成位置（橘黄色位置）和移动路径示意图。彩色标尺为陆地高程，紫色点是强风暴造成的沉积地质记录的大致位置（制图：燕青、胡永云）
图3给出的是三类CO2浓度条件下，特提斯洋台风潜在强度的概率分布。随着CO2浓度的升高，特提斯洋台风增强，也就是潜在台风强度的概率分布向大值方向偏移。这种概率分布的右移在北特提斯洋更为显著，这与西北特提斯洋在托尔阶极热事件期间的风暴沉积记录一致。
图3：三类不同CO2浓度下台风潜在强度的概率密度分布（右：北特提斯洋；左：南特提斯洋）。这里的台风强度是理论推算的，台风实际风速要弱一些。
该项研究从地质记录和数值模拟揭示了在CO2浓度较高的暖气候态下，台风强度是增强的。这一结果对理解现代和未来全球变暖条件下台风的强度变化具有重要的指示意义。
该项研究是由国家自然科学基金委科学中心项目“大陆演化与季风系统演变”（41888101）资助下完成的。
原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2301018120
