乌拉尔阻塞对北极海冰的影响

  近年来冬季北极海冰面积的显著减少,引发了广泛关注,研究表明北半球冬季极寒天气频发、生态系统破坏、海洋环流变异等现象都可能与此相关。冬季乌拉尔阻塞可能会导致冬季巴伦支和喀拉海海域的海冰减少,尤其在乌拉尔阻塞与北大西洋涛动正位相的协同作用下,海冰减少最为剧烈。前期研究发现,乌拉尔阻塞对北极海冰的影响会受到阻塞位置的巨大影响。那么,乌拉尔阻塞生命过程中的纬向移动会对海冰带来什么影响?这种移动属性有没有趋势变化呢?

  最近,中国科学院大气物理研究所罗德海研究员、博士研究生陈晓丹与宾夕法尼亚州立大学的Steven Feldstein和Sukyoung Lee教授合作,分析研究了乌拉尔阻塞的东移、西移和准定常对巴伦支和喀拉海海冰的不同影响,并探讨了阻塞影响海冰的具体物理过程。罗德海研究员认为,准定常型乌拉尔阻塞会带来最剧烈最持久的海冰减少,最近二十年巴伦支-喀拉海海冰剧烈减少可能与准定常型乌拉尔阻塞的增多有关。

 

  

  图. 冬季平均(a)巴伦支-喀拉海海冰时间序列,(b)准定常(红),东移型(黄)和西移型(蓝)的阻塞频率

  准定常型乌拉尔阻塞,一直盘踞在乌拉尔山和新地岛,通过向下长波辐射带来持久、剧烈的海冰融化,海冰恢复需要一个月之久;东移型乌拉尔阻塞缓慢移动至东西伯利亚地区,对海冰的影响是短暂的、较小的;西移型阻塞快速移动至格陵兰地区,反而有利于巴伦支-喀拉海海冰的增加。1999年以后,导致海冰减少的准定常型和东移型乌拉尔阻塞增多,有利于海冰增加的西移型乌拉尔阻塞减少,这可能是冬季巴伦支和喀拉海海冰下降趋势明显的原因之一。

  冬季乌拉尔阻塞使北极海冰减少的具体物理过程,最重要的物理过程是增加向下长波辐射,改变表面感热、潜热通量和风驱动的海冰漂移都是相对次要的过程。

  该研究已被刊登在《Journal of Climate》。

  论文信息:Chen, X., D. Luo, S.B. Feldstein, and S. Lee, 2018: Impact of Winter Ural Blocking on Arctic Sea Ice: Short-Time Variability. J. Climate, 31, 2267–2282, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0194.1

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中国科学院大气物理研究所

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