《北極海凍的銳減對北半球寒冬及積雪異常的影響》是依託清華大學，由黃建斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：北極海凍的銳減對北半球寒冬及積雪異常的影響
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：黃建斌
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年研究發現北半球冬季積雪增加與北極海凍的銳減有關，有科學家將此稱為暖大洋冷大陸現象。全球變暖仍在繼續，北極海冰還將繼續減少，而北半球冬季頻繁出現暴風雪和寒冬這不得不引起人們的注意。對於北極海凍的減少如何引起北半球寒冬和暴風雪，現有研究仍存在很大的分歧。最新CMIP5模式結果表明未來北極海冰還將加速減少，到2030s北極9月海冰將幾乎消失，因此海冰銳減將如何影響冬季氣候是一個迫切需要解決的問題。本項目擬結合觀測資料、再分析資料和數值模擬對此問題開展研究，診斷分析溫度、積雪、海冰和環流的變化規律以及探尋它們之間的關係；通過多初值數值模擬集合試驗驗證分析結果，進一步探索北極海冰銳減影響北半球寒冬和積雪的物理過程和機制。完成本項目將加深對全球變暖及其影響的認識，為利用北極海冰做季節或更長時間的氣候預測提供科學依據。因此，本研究不僅具有科學意義而且也具有實際套用意義。
結題摘要
近30年以來，北極地區的氣候發生了顯著的變化，海冰快速消融減少，溫度升溫加快，其速率是全球平均溫度變化的2-3倍。近些年來，北半球冬季大陸上頻發寒冬給人們的生活和生產造成了很大的影響。已有研究指出，北半球中緯冬季寒冬與北極海凍的減少有關，然而已有研究對海冰減少如何影響中緯度氣候的過程仍然不確定。此外，北極氣候的變化對全球氣候變化又什麼樣的影響，這也是當前國際上最為關注的科學問題。本研究通過診斷分析觀測的海冰和溫度以及它們之間的關係，發現北極海凍的變化存在明顯的季節性特徵，即10-12月份的海冰變化密切相關，而1-2月份的海冰變化密切相關，我們將前者稱之為早冬而後者稱之為晚冬，早冬與晚冬海冰間關係不顯著。通過回歸分析，發現早冬與晚冬的海冰對冬季的溫度的影響不同，作用過程也不同。另外，本研究通過設定三個敏感性試驗，開展集合模擬研究北極地區海冰減少對中緯度氣候的影響，模擬結果顯示北極地區海冰面積和融冰區域的海溫升高共同作用產生了歐洲和歐亞大陸中部地區的變冷；融冰區域的海溫能單獨導致上面兩個區域的冬季變冷，而海冰面積的變化僅僅能產生歐亞大陸中部的變冷，其貢獻與海溫升高作用相當。此外，現有器測觀測數據在北極地區存在大量的缺測或者覆蓋時間較短，特別是缺乏對2000年後北極地區的快速變暖描述，而與此同時，國際上仍然在爭論全球變暖的停滯問題。我們利用最新的全球溫度資料以及有限的北極觀測資料，通過DINEOF方法重建了近百年以來的北極溫度資料，該資料顯示已有的插值方法低估了北極地區的變暖強度。考慮到新的北極溫度資料，全球平均溫度並不存在變暖停滯問題，甚至回溯到20世紀初以來，全球平均溫度的升溫速率在不斷增加即全球變暖在不斷增強而不是停滯。綜上，本項目研究明確海凍的季節變化特徵以及對溫度變化的影響；通過模式集合試驗豐富了對極地對中緯度氣候影響的認識；通過北極地區溫度的重建，理清了當前爭論的全球變暖停滯等科學問題。
