近20 a驱动北极夏季迅速增暖和融冰的自然因素及过程

摘要

北极是全球气候系统平衡的重要一环,近20 a全球变暖现象中,北极迅速增温及融冰是最为引人关注的问题之一.人类影响无疑是过去几十年北极变暖背后的最主要的原因及驱动力,但气候系统的内在自然变率对北极的影响也不容忽视.本文指出,北极变暖的自然影响因子有一部分来源于热带太平洋东部海温的变化,热带太平洋通过由东部海温异常所驱动的大尺度遥相关环流型来影响北极的气候系统,该影响过程在过去20 a的演化是由热带海温的冷异常趋势所触发的.海温的冷异常通过遥相关波列在北极建立起一个异常的高压系统,并通过对大气温度的绝热加热来增加大气向下的长波辐射以加速海冰的融化,该作用在北半球夏天尤为明显,且于2007-2012年达到最大强度.此热带海温异常可能与IPO(the Interdecadal Pacific Oscillation,太平洋年代际振荡)有关,且其对高纬气候的影响可能不同于典型ENSO对高纬气候的作用.通过对CMIP5气候模式的检验可发现,大部分模式对这个热带与北极联系的模拟都存在着显著的偏差和缺陷,具体原因仍需更多研究.本文给出了有关模式局限性的一些猜想,讨论了2020年夏季海冰快速融化的原因,并通过比较2020年夏季的环流异常与之前41 a(1979-2019年)与海冰融化紧密联系的大尺度环流型,进一步探究了2020年夏季热带东太平洋海温的冷异常对北极当季增温及融冰是否具有显著作用.