本期觀點(diǎn):
·“三重”拉尼娜事件導(dǎo)致中緯度大氣環(huán)流(又稱“費(fèi)雷爾環(huán)流”)向南偏移,增強(qiáng)了向南極的熱量和水汽輸送,使南極大陸沿岸降水增加,并通過暖空氣輸入加速海冰融化。
·西風(fēng)急流南移增強(qiáng)了??寺槲饔?,將次表層暖水帶至海面,引起南大洋上層海洋升溫,加速了海冰底部融化。2016年后,南極海冰進(jìn)入新的狀態(tài),南大洋次表層海水增暖趨勢(shì)為此過程提供了背景條件。
本期嘉賓:中山大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授?王紹銀
衛(wèi)星記錄顯示,2021至2023年,南極海冰和冰蓋出現(xiàn)急劇變化。2022至2023年南極2月海冰范圍達(dá)歷史最低,較平均值下降11%至38%,羅斯海、威德爾海等區(qū)域海冰密集度減少超過20%。2003年至2021年南極冰蓋總質(zhì)量持續(xù)下降。然而,在2022年出現(xiàn)短暫反彈,增加約205.43億噸,這主要是由于降水(尤其是降雪)增加促使表面物質(zhì)平衡改善所致。
中山大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授王紹銀最新研究發(fā)現(xiàn),2021年至2023年的“三重”拉尼娜事件(以下簡稱“三重”拉尼娜事件)在這些變化中起到了主要作用?!叭亍崩崮仁录?duì)南極表面氣候變化產(chǎn)生強(qiáng)烈影響,主要是通過南半球經(jīng)圈大氣費(fèi)雷爾環(huán)流明顯向南移動(dòng)以及相關(guān)的大氣和海洋環(huán)流異常變化引起的。
費(fèi)雷爾環(huán)流的特點(diǎn)是中高緯度地區(qū)相對(duì)較冷空氣上升,中低緯度地區(qū)相對(duì)較暖空氣下沉。它在熱量和水汽向極地輸送過程中起著至關(guān)重要的作用,影響著中高緯度地區(qū)的天氣和氣候。“三重”拉尼娜事件導(dǎo)致費(fèi)雷爾環(huán)流向南偏移,導(dǎo)致能量和水汽移動(dòng),增強(qiáng)了向極地的熱量和水汽輸送,這一過程導(dǎo)致南極大陸沿岸降水增加,并通過暖空氣輸入加速海冰融化,導(dǎo)致海冰減少。
南極冰蓋質(zhì)量的變化是由表面物質(zhì)平衡和冰動(dòng)力學(xué)過程共同作用的結(jié)果。表面物質(zhì)平衡包括總降水量、升華量和徑流量,而冰動(dòng)力學(xué)過程主要與冰架接地線冰排放和冰架崩解有關(guān)。“三重”拉尼娜事件期間,降水增加主導(dǎo)了表面物質(zhì)平衡的變化,進(jìn)而使得南極冰蓋質(zhì)量短暫增加。
“三重”拉尼娜事件引發(fā)的羅斯貝波列也向極地、向東傳播,放大了“太平洋——南美型”遙相關(guān)模態(tài),加深了阿蒙森海低壓的強(qiáng)度,引發(fā)了強(qiáng)烈的北向海冰漂移運(yùn)動(dòng),促進(jìn)了羅斯海沿岸冰間湖的擴(kuò)張。該過程通過冰—海洋反照率反饋機(jī)制進(jìn)一步加速了海冰損失。此外,阿蒙森海低壓的加強(qiáng)疊加威德爾海北部的正位勢(shì)高度異常,讓南極半島周圍出現(xiàn)顯著的西北—北風(fēng)異常,增強(qiáng)的暖濕氣團(tuán)自北方輸送至南極半島兩側(cè),導(dǎo)致這些區(qū)域的海冰大量融化。
同時(shí),阿蒙森海低壓的加強(qiáng)還導(dǎo)致南極平流層極渦異常增強(qiáng)。增強(qiáng)的平流層極渦通過平流層—對(duì)流層耦合過程維持了西風(fēng)急流異常,從而延長并加強(qiáng)了“太平洋—南美型”遙相關(guān)模態(tài)對(duì)南極地面氣候的影響。
“三重”拉尼娜事件期間,費(fèi)雷爾環(huán)流的南移和平流層—對(duì)流層耦合的增強(qiáng),導(dǎo)致更強(qiáng)、更持續(xù)的西風(fēng)異常和正相位的南極濤動(dòng),引發(fā)了??寺仙鳟惓?。
然而,上升流異常對(duì)海表的實(shí)際影響取決于海洋上層的熱結(jié)構(gòu)。南大洋的垂直溫度結(jié)構(gòu)特征是表面冷、次表層變暖。??寺槲饔玫脑鰪?qiáng)使得次表層暖水向上擴(kuò)展,改變海洋上層熱量分布。“三重”拉尼娜事件期間,位于100米至200米深的暖水向上擴(kuò)展到約50米深度。次表層熱含量增加和海水向上擴(kuò)展,是南極海冰損失的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。
未來,全球變暖可能使持續(xù)多年的拉尼娜事件更頻繁,其與熱帶擴(kuò)張、海洋變暖的協(xié)同作用可能進(jìn)一步加劇南極氣候系統(tǒng)的脆弱性。與此同時(shí),熱帶與南極遙相關(guān)的演變對(duì)南極海冰和冰蓋的長期影響,也需要密切關(guān)注。
(作者:劉蕊?責(zé)任編輯:曹銳怡)