소개

세계의 지붕이라 불리는 청장고원(QTP)은 지구온난화의 영향을 특히 많이 받으며, 아시아 기후계는 물론 전 지구적 기후계에도 필수적인 피드백 효과를 미친다 1 , 2 .

QTP-육지-해양 간 에너지 및 물 순환 메커니즘은 오랫동안 큰 관심사였습니다 .3 . 지구 기후 변화에 대응하는 가장 민감한 지역 중 하나로서, 최근 수십 년 동안 QTP의 수자원 변화는 명백한 공간적 변화를 보였습니다 .4 , 5 , 6 , 7. 예를 들어, 빙하 후퇴 속도는 히말라야에서 파미르 고원으로 점진적으로 감소합니다 .8 , 9 , 10. 호수 확장은 주로 QTP 내부에서 발생하는 반면, 히말라야 지역은 호수 수축이 더 많이 나타납니다 .11 , 12. 강수량의 전반적인 증가는 남쪽은 감소하고 북쪽은 증가하는 추세를 보이며, 상당한 증가는 주로 QTP의 중부-북부 지역에서 발생했습니다.13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. 이전 연구에서 연구자들은 대기 열원이 QTP의 열적 역할을 나타내는 것으로 특징지었습니다. 이 열원에 의해 구동되는 QTP는 강력한 "열 펌프"로 작동하고 중위도에서 저위도 해양에서 따뜻하고 습한 증기를 지속적으로 끌어들여 19 , 20 반구간 대기 수분 순환 구조를 형성합니다.

해양과 대기는 기후 체계의 필수적인 구성 요소입니다. 태양 복사가 기후 변화와 대기 운동을 주도하는 궁극적인 에너지원인 반면, 대기 순환을 직접 주도하는 1차 에너지는 주로 해양에서 나옵니다 .21 , 22 지구의 구형 특성으로 인해 저위도에는 에너지 잉여가 발생하여 에너지원 영역을 형성하는 반면, 고위도는 에너지 부족을 겪어 에너지 싱크를 형성합니다. 대기는 저위도에서 중위도, 고위도로 에너지를 전달하는 운반체 중 하나로 작용합니다.Jian et al.23은 에너지  관점에서 기후 진화에서 저위도 해양 과정의 주도적 역할에 대한 첫 번째 설명을 제공했으며, 인도-태평양 온난 웅덩이의 열이 아시아 대륙과 태평양 사이의 수증기 이동을 조절할 수 있음을 밝혔습니다.He et al. 24  지구온난화로 인해 열에너지의 90% 이상이 해양에 흡수되었고, 대부분이 남극해에 '숨겨져' 있던 열에너지가 해마다 축적되어 왔다고 주장했다( 25 , 26 , 27) .

대기를 열기관으로 간주한다면, QTP 위의 대기 열원은 열기관에 에너지를 제공한다. QTP의 대기 에너지는 이 열기관의 작동 상태를 결정하는 반면, QTP와 외부 세계 사이의 대기 에너지 차이는 이 열기관의 효율을 결정한다 28 . QTP의 열역학에 대한 이전 연구에서는 QTP 위의 대기 에너지 분포와 변화에 대한 체계적인 분석이 부족했고, 대기 에너지와 관련된 작업도 적었다. 대기 에너지는 QTP의 열역학을 연구하는 데 중요하다. QTP 위의 대기 에너지의 분포 특성은 무엇인가? 기후 변화의 배경 하에서 대기 에너지는 어떻게 진화하는가? 이 변화는 그 지역의 기후에 어떤 영향을 미칠 것인가? QTP 위의 대기 에너지는 반구간 수증기 수송에서 중요한 역할을 하는가? 이러한 모든 질문은 지금까지 잘 다루어지지 않았다.

열대 해양이 에너지원이며 대기 순환에 에너지를 제공한다는 것은 인정되었지만, 열대 해양이 지구 순환 시스템, 특히 중위도-고위도 순환 시스템에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 여전히 제한적입니다. 지구 온난화로 인해 해수면 온도(SST)가 증가하는 경향이 있습니다. 그렇다면 해양 위의 대기 에너지는 어떻게 그에 따라 변화할까요? 저위도 해양이 에너지원 지역으로 작용하기 때문에 저위도 해양 위의 대기 에너지는 순환을 통해 중위도-고위도 지역으로 어떻게 전달될까요? 그리고 이러한 전달은 중위도-고위도 지역의 기후에 어떤 영향을 미칠까요? 따라서 본 논문에서는 새로운 물리량인 총 대기 에너지(TAE)를 사용하여 전 지구 대기 에너지와 물 순환이라는 새로운 관점에서 조사하여 남반구 해양의 온난화 지역에서 북반구의 기후 민감 지역, 특히 "QTP"로 대기 에너지가 전달되는 메커니즘을 밝히고자 합니다. 이를 통해 해양 위의 대기 에너지가 동아시아 기후에 미치는 영향을 보다 심층적으로 밝혀내고, 에너지학적 관점에서 장기적인 전 지구적 기후 변화의 전반적 특성을 철저히 이해할 수 있는 기반을 제공하고자 합니다.

결과

QTP에 따른 TAE 구조 특성

그림  1a는  여름철 전 지구적 TAE가 저위도에서 고위도로 감소하는 분포 패턴을 보인다는 것을 보여줍니다. 주목할 점은 QTP(QTPE)의 총 대기 에너지가 같은 위도의 다른 지역보다 상당히 높고, 심지어 적도 지역보다 높아 대류권의 상층과 중층에 고가치 폐쇄 중심을 형성하고, 폐쇄 중심은 남쪽으로 벵골만, 인도, 동남아시아 북부까지 확장됩니다.