本世紀北極海冰突變的機理及其氣候效應

《本世紀北極海冰突變的機理及其氣候效應》是依託廈門大學，由楊小怡擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：本世紀北極海冰突變的機理及其氣候效應
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊小怡
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

北極氣候在上世紀末開始發生了快速突變，北極濤動振幅減弱且空間模態改變，北極近地面增暖加速，北極冬夏季海冰均呈現加速縮減的趨勢，這意味著北極氣候開始脫離大氣自然變率的控制而逐漸受到海冰-反照率反饋機制的影響。很多研究表明北極海凍的快速減退不僅影響北極氣候變化，還通過對北極濤動位相的調製而對北半球中緯度天氣氣候產生一定影響。迄今為止，我們對於北極海冰突變的原因及其引起大尺度大氣環流回響的動力機制知之甚少。.本項目採用衛星觀測資料、大氣和海洋同化資料相結合，探討近十幾年來北極海冰突變的時空特徵及主要原因。重點關注巴倫支海和喀拉海區域，揭示在北極氣候突變背景下這一海區海-氣-冰相互作用過程。在此基礎上，研究北極海冰迅速縮減對中緯度天氣氣候的影響及相應的物理機制，並通過對CMIP5氣候模式結果的統計分析來評估氣候模式對大氣回響海冰變化的相關物理過程的模擬水平，為改進氣候模式提出合理建議。

結題摘要

北極海冰從上世紀末開始加速減退，引發北極氣候增暖放大效應和大氣北極濤動(AO)模態的位相轉變。為釐清北極海-氣-冰相互作用的物理過程，充分認識和理解海冰快速變化的氣候效應，本項目綜合多種資料對北極海冰快速變化的時空特徵、機理和氣候效應進行細緻地分析和探索。項目研究成果揭示海冰變異具有顯著的區域和季節性：在太平洋扇區，春季白令海海冰年代際振盪和夏季楚科奇海海凍的快速減退是近年來北極冰蓋季節循環振幅增大的原因；其中春季白令海海冰年代際振盪的主要原因很可能是受到北太平洋流渦振盪(NPGO)年代際突變的影響。而在大西洋扇區，秋冬季巴倫支-卡拉海海冰異常對大氣具有很強的反饋能力。我們詳細闡述了巴倫支-卡拉海海凍的熱力效應及相應的大氣動力調整過程、傳播途徑直至北極濤動位相的穩定；並建立了合理的評估系統，量化評估氣候模式模擬海冰變化和北極濤動模態的能力，為提高海冰可預報性和改進氣候模式提供了理論依據。