赤道無風帶是因為大氣上升？研究表明這個說明錯了。

赤道無風帶，是我們在高中地理課上常常提到的一個概念。最近，《地球物理研究快報》的一篇文章，提出了關于赤道無風帶形成的新觀點。

在航海時代，航行在赤道附近的水手們最怕的就是被困在“赤道無風帶”，那里是一片位于熱帶深處的氣象學上獨特的區域。至少一個世紀以來，科學家們一直認為，赤道無風帶缺乏風是由于氣團匯聚并上升造成的。然而，上月發表于《地球物理研究快報》的一項研究表明，情況可能恰恰相反。

“關于赤道無風帶成因的想法源自于一個時期，那時我們對熱帶區域空氣實際流動的情況還不是很了解，”該研究作者、德國馬克斯-普朗克氣象研究所大氣科學家Julia Windmiller認為。“我們已經忘記了赤道無風帶的這種程度，以至于沒有人再費心思考一下這個最初的論點。”

根據再分析數據和浮標數據計算得出的（左）38°W和（右）23°W附近低風速事件頻率的季節周期。（J. M. Windmiller《地球物理研究快報》2024）

取而代之的，Windmiller提出，整個赤道無風帶的低風速是由大面積的沉降空氣造成的，這些空氣在地表發散，形成了晴朗無風的日子。她的解釋挑戰了對這一熱帶海洋現象的傳統解釋，該現象曾讓水手們陷入困境，激發過詩人的靈感，也曾在很大程度上從科學文獻中消失。

傳統上，赤道附近的低風或無風區域被解釋為匯聚和上升的氣團。雖然這些氣團確實在地表產生了低壓、低風區域，但這一理論只能解釋當許多輻合區域在數天或數周內平均在一起時，赤道無風帶的延伸區域。在短期內，這些匯聚的氣團覆蓋的面積不足以形成持續數天的無風區域。

這句話比較拗口，喬老師解讀為，用原有的理論只能解釋大區域、長時間尺度的平均情況，但是具體到小的區域，短時間尺度內，卻不適用。

赤道無風帶是赤道附近信風和上升氣團匯聚的區域。受赤道熱量加熱的氣團像氣球一樣向上漂浮，形成云，在赤道上空掀起風暴。之后它們在赤道南北緯約30度左右沉降，形成所謂的哈德利環流。這種赤道附近匯聚和上升的空氣模式歷來被認為是造成赤道無風帶的原因，因為在上升的氣團下通常會產生低至無風的區域。不過，聚焦于證明赤道無風帶根本成因的現代研究很少。Windmiller表示，除非上升空氣的區域隨時間是平均的，否則對赤道無風帶的公認解釋不可能是完全正確的。

赤道無風帶：傳統解釋。（AGU）

Windmiller分析了2001年至2021年大西洋赤道無風帶氣象數據以及1998年至2018年的浮標數據，以確定赤道無風帶的邊緣，并調查該區域的低風速事件。低風速事件的特點是風速小于每秒三米，或五節（航行所需的最低風速），持續至少六小時。Windmiller研究了多日、每小時和每分鐘的時間尺度數據，并考慮了低風速事件是如何隨時間演化的。

她發現，低風速事件與晴朗的天氣條件、較低的氣溫和缺乏降水同時發生：這些條件表明沉降氣團在地表發散，而非上升的氣團。Windmiller還發現，低風速事件主要發生在赤道無風帶的內部區域，在任何給定的時間內，平均只有約5%的區域會發生低風速事件(但在北半球夏季，東大西洋低風速事件發生的頻率可高達21%)。低風速的位置也因季節和大西洋的區域而異。

赤道無風帶：Julia Windmiller的解釋。（AGU）

仍舊存在一些問題。Windmiller不確定是什么導致了赤道無風帶的大面積沉降空氣。雖然熱帶地區的大部分空氣正在緩慢沉降，但僅憑這種影響可能不足以引起赤道無風帶。她說，其他可能的原因包括大型對流系統在尾跡中留下下沉氣流，或者濕度梯度導致局地空氣降溫和沉降。

雖然現代水手們不太可能被困在赤道無風帶了，但了解其真正的成因或許對于當今具有意義。新的高分辨率氣候模型難以模擬低風速區域，因此了解赤道無風帶可能會改變模型對降水和風型的預測。“我們不能再用以前的方法來解釋這些低風速事件了，”Windmiller說。“我希望這是人們看到和讀到的東西，并且意識到這種解釋與我們所擁有的完全不同。”