MPI-ESM-LR模式中RCP8.5情景下春季北极海冰突变对东亚夏季降水的影响

杨心怡,程军,顾鹏

南京信息工程大学 大气科学学院,江苏 南京 210044

*联系人，E-mail:chengjun@nuist.edu.cn

北极海冰因其高反照率以及隔离大气与海洋之间的热量、湿度和动量交换,在调节气候变化中发挥着十分重要的作用(Honda et al.,1999;Wu et al.,1999;Rigor et al.,2002;Deser et al.,2004;Magnusdottir et al.,2004;Balmaseda et al.,2010;祁莉和徐业佳,2018)。在全球增暖的背景下,过去的几十年里北极海冰的覆盖范围和浓度以惊人的速度减少(Alexander et al.,2004;Stroeve et al.,2007;Luo et al.,2017)。北极海冰异常造成的气候影响也受到越来越多的关注。北极海冰减少和北极温度升高会导致经向温度梯度减弱从而使得北半球西风急流减弱(Newson,1973;Yao et al.,2017),减弱的西风急流可能引起更多的冷空气入侵北半球中纬度地区(Walsh,2014;di Capua and Coumou,2016)。Mesquita et al.(2011)利用AGCM模式发现冬季鄂霍次克海的海冰异常可能影响北太平洋风暴轴。Wu et al.(2013)发现格陵兰西部冬季海冰异常与大气环流波列异常具有显著相关性,并影响次年夏季北欧的降水变率。

近些年,许多研究根据观测资料发现春季北极海冰与东亚夏季降水有着密切的联系(Niu et al.,2003;Zhao et al.,2004;Wu et al.,2009;Wu et al.,2013;Guo et al.,2014)。研究发现白令海峡和鄂霍次克海春季海冰范围缩小,对应着中国东南部6—7月的降水增加(Niu et al.,2003;Zhao et al.,2004)。Guo et al.发现春季北极海冰异常导致大气环流异常,继而引起北太平洋海表面温度(SST)异常,SST异常会从春季一直持续到夏季,最终影响东亚夏季风和降水(Guo et al.,2014)。1968—2005年春季北极海冰浓度与中国夏季降水之间有着显著的统计学关系,春季北极海冰通过夏季欧亚大陆上空500 hPa波列影响中国夏季降水,并且春季北极海冰浓度和中国夏季降水的年际尺度相关性比年代际尺度相关性更为显著(Wu et al.,2009;Wu et al.,2013)。

由于北极放大效应,北极地区增暖程度是全球增暖程度的2倍(Bekryaev et al.,2010),在未来增暖情景下,北极海冰可能加速减少甚至发生突变。……