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海洋变暖削弱沿海特大城市的海陆风

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海风为何关系到城市生活

对数以亿计居住在大型沿海城市的人来说,每日从海面吹来的凉爽气流悄然影响着舒适度、健康甚至能源需求。这种海风有助于缓解夏季高温、清散污浊空气并带来宜人的湿润。该研究提出了一个对全球城市居民都很重要但简单的问题:随着海洋变暖,我们是否正在失去这一许多沿海特大城市所倚赖的天然“空调”?

Figure 1. 海洋变暖正在缩减帮助沿海特大城市保持舒适与可呼吸性的海风冷却作用。
Figure 1. 海洋变暖正在缩减帮助沿海特大城市保持舒适与可呼吸性的海风冷却作用。

一种让城市更凉爽的日常风

在许多海岸线上,由于陆地比海洋升温和降温更快,会形成一种规律性的风向模式。白天,陆地上方的暖空气上升,吸引来自海面的较凉空气进城,从而形成海风。夜间则相反,随着陆地冷却速度快于海面,会出现被称为陆风的反向气流。当这种循环主导当地风场的日子被称为海陆风日。在这些日子里,沿海城市通常通风更好、不那么闷热且污染较少。

追踪全球城市海风的变化

研究人员使用了一个逐小时跟踪海表温度的区域气象模型,研究这一日常风在全球18个主要沿海特大城市中的变化。这些城市居住着超过1.4亿人,跨越从热带到温带的多种气候带。通过比较1970年和2010年的条件,他们检视了各城市附近上升的海洋温度如何影响每年具有明显海陆风格的天数。

许多中纬度城市的海风日减少

分析显示,大约三分之二的研究城市在数十年前相比已经出现海陆风日减少的现象。中纬度城市如伦敦、纽约、上海、天津、里斯本和布宜诺斯艾利斯的降幅最为显著,常常损失约30%到45%的海风日。在这些地方,邻近海域相对于陆地升温更快,缩小了驱动日常风的温差。相比之下,接近赤道的低纬城市总体上仍拥有更多海风日,且降幅较小或甚至略有增加,因为周边海域的相对增温较小。

Figure 2. 海洋温度上升减小了与陆地的温差,削弱了白天为沿海城市降温的海陆风。
Figure 2. 海洋温度上升减小了与陆地的温差,削弱了白天为沿海城市降温的海陆风。

更暖的海水如何削弱自然通风

为揭示为何某些城市受打击更重,研究将问题分为三部分:陆海温差、海岸的风场模式以及海风和陆风各自在一天中的持续时间。关键发现是,在受影响最严重的城市中,逐渐消失的温差是主要原因。当海洋升温大约四至八个百分点而陆地仅轻微升温时,白天海面凉爽空气的拉动力减弱,海风逐渐无力。在受影响较轻的地区,海风的持续时间和强度也发生变化,但在升温最显著的地区,温差仍然起主导作用。

未来选择决定城市舒适度

展望本世纪中叶,研究团队测试了气候研究中常用的两条未来排放路径。在较低排放路径下,海面适度升温,大多数沿海特大城市仅损失少量海陆风日,通常只有几个百分点。而在高排放路径下,邻近海域升温更快,最敏感城市海风日的损失会变得比低排放情形大四到六倍。一些中纬度特大城市的海风日可能被削减约四分之一到超过一半,从而大幅降低自然降温和通风效果。

这对沿海城市生活意味着什么

对非专业读者来说,结论很清晰:海洋变暖不仅抬高海平面并助长更强的风暴,它还在悄然侵蚀一些世界最大城市的免费降温与净化空气来源。随着海陆风日减少,热浪会变得更加难耐,污染可能滞留更久,机械制冷的能耗也可能上升。研究表明,限制未来变暖可以帮助保留更多有益的海风日,同时城市规划者可以通过城市布局设计保持沿海风道畅通,以在变暖的世界中维持舒适与宜居性。

引用: Xiao, Y., Liu, Y., Nie, Y. et al. Ocean warming weakens the sea–land breeze in coastal megacities. Nat. Clim. Chang. 16, 591–597 (2026). https://doi.org/10.1038/s41558-026-02618-9

关键词: 海风, 沿海城市, 海洋变暖, 城市气候, 气候变化