南极一直以来被视为全球气候的“稳定器”。但近年来,南极频发的极端天气意味着南极或已迈入急剧变化的阶段,需要引起国际社会的重视与警惕。2022年3月15-18日,南极冰穹C地区气温在4天内增幅超40℃,引起全球关注,本研究聚焦这一爆发性增温事件(以下称3.18爆发性增温),分析了事件的基本特征,揭示了其形成的原因。
(1)爆发性增温基本特征
研究表明, 3.18爆发性增温覆盖东南极大范围地区,包括维多利亚地和威尔克斯地,增温最强区域位于冰穹C地区 (图1a)。位于威尔克斯地的阻塞高压驱动了这一爆发性增温(图1b)。阻塞高压上游一侧的偏南风将大量暖湿气流注入南极腹地,导致内陆向下长波辐射的加强,并驱动了剧烈增温。
图1 温度与环流异常
2022 年 3 月 18 日(a)温度异常(填色;°c))和(b)500百帕位势高度(等值线; m)与位势高度异常(填色; m)。(c)–(d)类似于(a)–(b), 但为过去40多年所有爆发性增温事件峰值的合成值。
(2)爆发性增温幅度的控制因素
过去40多年间(1979–2022),冰穹C地区共计发生了58次爆发性增温事件。 经分析,我们发现3.18爆发性增温为1979年以来最强的爆发性增温,增温幅度约为其他事件平均的两倍(图1c,2a,2c)。此外,我们还发现,冰穹C地区的爆发性增温多由位于威尔克斯地的阻塞高压驱动温暖潮湿的气团输入冰盖内部导致(图1d)。其引发的增温强度取决于阻塞高压的环流强度,驱动此次破纪录事件的阻塞高压强度,远高于历史任何时期(图2b,2c)。
图2 爆炸性增温强度和环流强度指数
(a) 所有阻塞驱动的爆炸性增温事件(黑色曲线)和3.18爆发性增温事件(红色曲线)强度演变。(b)同(a),但为环流强度指数。(a) 和 (b) 中的灰色阴影显示所有事件从最大值到最小值的范围。(c) 所有爆发性增温的峰值与环流指数峰值的散点图,其中3.18事件标记为红点。(c) 中的黑色虚线表示最佳拟合线。
王赛副研究员为论文第一作者,丁明虎研究员为通讯作者,以“New record of explosive warmings in East Antarctica”为题,发表在《Science Bulletin》。该研究得到国家自然科学基金(42122047和42105036)和中国mobilesport365_365游戏盒子_28365备用网址官方网站科学研究院基本科研业务费(2021Y021和2021Z006)的支持。
(全球极地所 供稿)