北極放大新研究揭示了表面類型如何發(fā)揮作用

一種稱為北極放大(AA)的強(qiáng)烈現(xiàn)象是指與全球平均水平相比，北極發(fā)生的變暖更為強(qiáng)烈。北極不同地表類型的AA表現(xiàn)出不同的變暖特征。

為進(jìn)一步探討地表類型對(duì)AA季節(jié)性和模型間不確定性的影響，中山大學(xué)和南方海洋科學(xué)與工程廣東實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)使用17個(gè)CMIP6模型將北極地區(qū)劃分為四種地表類型：冰覆蓋區(qū)、冰退區(qū)、無冰區(qū)和分析用地。

研究團(tuán)隊(duì)分析了17個(gè)CMIP6模型的突變4×CO2和工業(yè)化前實(shí)驗(yàn)的差異。多模態(tài)集合均值的結(jié)果表明，北極變暖的季節(jié)性模式——冬季變暖最大，夏季變暖較弱——發(fā)生在除無冰區(qū)以外的所有地區(qū)。

冰退區(qū)變暖最強(qiáng)，AA的季節(jié)反差最大。這一結(jié)果可以用季節(jié)性能量傳遞機(jī)制來解釋，即夏季海冰融化時(shí)，大量的熱量被開闊的海洋吸收和儲(chǔ)存，并在冬季釋放。

他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《大氣科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

一些研究提出，有效熱慣性的變化會(huì)導(dǎo)致北極的季節(jié)性放大。夏季，較大的海洋熱容量會(huì)抑制變暖，而冬季，較小的海洋熱容量會(huì)加速變暖，從而放大北極的季節(jié)性變暖。

因此，研究團(tuán)隊(duì)還探討了不同表面類型的有效熱慣性(ETI)變化對(duì)AA的影響。研究結(jié)果表明，冰退區(qū)存在從海冰到海洋的過渡，導(dǎo)致熱慣性變化最大，這解釋了該地區(qū)最顯著的季節(jié)差異。無冰區(qū)微弱的熱慣性變化解釋了全年均勻變暖。

研究小組得出結(jié)論，季節(jié)性能量轉(zhuǎn)移機(jī)制和ETI的變化共同作用導(dǎo)致了AA的季節(jié)性。由于模型模擬是預(yù)測(cè)未來北極氣候的主要手段，該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究了AA中模型間不確定性的來源。

該團(tuán)隊(duì)討論了AA在不同表面類型中的模型間不確定性，并定量分析了各種反饋中的模型間差異。結(jié)果表明，冰覆蓋區(qū)域在1-2-3月(JFM)表現(xiàn)出最大的模型間不確定性，這主要是由海洋蓄熱項(xiàng)引起的。

此外，冰反照率反饋在冰蓋區(qū)和冰退區(qū)顯示出較大的模型間差異，冰反照率反饋與北極變暖的相關(guān)性大于0.66。

“縮小海冰模擬的差異對(duì)于未來更好地預(yù)測(cè)北極氣候具有重要意義，”該研究的通訊作者胡曉明博士說。

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