气候变化下的湖泊热浪丨《自然》（20210121出版）一周论文导读( 二 ) 编译|未玖Nature|21Januar

一股蓝色喷流进入平流层的观测研究
▲作者：TorstenNeubert,OlivierChanrion,MatthiasHeumesser,KrystalliaDimitriadou,LasseHusbjerg,IbLundgaardRasmussen,etal.
▲链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03122-6
▲摘要
蓝色喷流是一种类似闪电的大气放电，持续几百毫秒，当它们从雷雨云顶传播到平流层时，会由扇形变成圆锥体。蓝色喷流被认为产生于云层上部带正电荷的区域与云层边界和上方空气中的负电荷层间发生的电击穿。
当向上传播时，击穿形成一个过渡到拖尾的先导。然而，先导的属性，以及它在云层上方延伸的高度，并没有被很好描述。云顶上的蓝色毫秒闪光以前被认为与窄双极事件有关，在宽频带电场记录中是10-30微秒的脉冲，伴随着短（推断）信道长度（小于1公里）放电产生的3-300兆赫的强辐射爆发。
研究组报道了来自国际空间站的光谱测量数据，它提供了10微秒时间分辨率的雷暴云的无障碍视图。研究组从一个雷暴细胞中观察到五次强烈的、大约10微秒的蓝色闪光。一道闪光就向平流层顶（平流层和电离层之间的界面）发射了一束脉冲蓝色喷流。
观测到的闪光伴随着电离层中的“淘气精灵” 。红色光谱带中闪电先导的发射微弱且局部化，表明闪电和喷流是流光电离波，其起源处的先导元素较短且局部化。研究组提出微秒闪光与无线电波中观察到的负窄双极事件是光学等效的。众所周知，这些物质在云层和地面间引发闪电，但在平流层中引发蓝色闪电，如本文所示。
Lakeheatwavesunderclimatechange
气候变化下的湖泊热浪
▲作者：R.IestynWoolway,EleanorJennings,TomShatwell,MalgorzataGolub,DonC.Pierson&StephenC.Maberly
▲链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03119-1
▲摘要
湖泊生态系统，以及生活在其中的生物，都很容易受到温度变化的影响，包括越来越多的极端温度现象。然而，对于湖泊热浪（极度温暖的湖面水温时期）以及它们在全球变暖下可能发生的变化，我们知之甚少。
研究组利用卫星观测和一个数值模型来研究1901-2099年全球数百个湖泊的热浪变化。研究组表明，到21世纪末，湖泊热浪将变得越来越热，越来越持久。对于高温室气体排放情景（代表性浓度路径（RCP）8.5），相对于历史时期（1970-1999年），湖泊热浪的平均温度将从3.7±0.1℃增加到5.4±0.8℃ ，其平均持续时间将从7.7±0.4天急剧增加到95.5±35.3天。在低温室气体排放RCP2.6情景下，热浪温度和持续时间将分别增加到4.0±0.2℃和27.0±7.6天。
在历史和未来两个时期，较深湖泊（最深可达60米）的表面热浪持续时间较长，但强度低于较浅湖泊。随着湖泊在21世纪的变暖，它们的热浪将开始跨越多个季节，一些湖泊将达到永久性热浪状态。
湖泊热浪可能加剧湖泊长期变暖的不利影响，对湖泊的物理结构和化学性质造成广泛影响。湖泊热浪可将水生物种和生态系统推向其恢复力的极限，从而改变物种组成，进而又可能威胁到湖泊的生物多样性以及湖泊为社会提供的主要生态和经济效益。
Highsensitivityoftropicalprecipitationtolocalseasurfacetemperature
热带降水对当地海表温度的高度敏感性
▲作者：PeterGood,RobinChadwick,ChristopherE.Holloway,JohnKennedy,JasonA.Lowe,RomainRoehrig,etal.
▲链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2887-3
▲摘要
降水和大气环流是热带海洋表面温度驱动全球天气和气候的耦合过程。降水观测的不确定性和对浅层环流的有限观测进一步阻碍了人们理解海洋对天气和气候的影响。
虽然经过了几十年的研究，但许多数值模型模拟仍然存在持续偏差，包括热带雨带过宽、“双热带辐合带问题”和对厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的响应过弱。这些偏差彰显了人们在理解上的差距，降低了准确预测的信心。
研究组利用观测结果表明，季节性热带降水对当地海表温度有高度敏感性。最好的观测估计是，每千克饱和比湿度（海表温度的函数）每变化一克，降水量就发生80%的变化。观测到的敏感性高于所研究的47个气候模型中的43个，并且与强烈的浅层环流有关。具有更真实（接近80%）敏感性的模型在各种指标上的偏差更小。
研究结果既适用于时间变化也适用于空间变化，且适用于气候降水每天大约一毫米或更多的地区。研究组对多个独立观测、物理约束和模型数据的分析支持了这些发现。模式行为的传播进一步与浅层对流的差异有关，从而为加速研究提供了关键，即通过几十年的气候预测来改进季节性预测。