“北极放大”现象驱动机制的研究进展
image: (a) 影响北极放大的主要因素; 主要的局地反馈与影响因素包括: (1) 垂直温度递减率反馈; (2) 地表反照率反馈; (3) 云和水汽反馈; (4) 云光学厚度反馈; (5) 普朗克反馈; (6) 海洋和大气环流及输送; (7) 海冰厚度变化引起的感热、潜热交换变化; (8) 蒸发作用; (9) 气溶胶-云相互作用;(10) 气溶胶的沉降作用. 其中, 红色加号表示AA过程中的正反馈, 蓝色减号表示AA过程中的负反馈. (b) 各影响因素间的相互作用, 序号与(a)中相对应. 红色字体表示促进北极变暖的过程, 蓝色字体表示抑制北极变暖的过程, 橙色字体表示对北极变暖的复杂作用; 淡蓝色与淡绿色箭头表示局地反馈作用与外部因素间的相互作用。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
《中国科学：地球科学》刊载了北京大学物理学院大气与海洋科学系赵传峰教授团队的最新研究成果。该团队全面总结了影响“北极放大”现象的主要驱动因素及其作用机制，并比较了不同研究中对各因素贡献的量化结果。研究发现，各驱动因素对“北极放大”的量化贡献在不同研究中存在较大差异，未来研究需进一步明确各因素作用的具体机制及贡献，以提高北极地区气候预测的准确性。
文章指出，在北极放大中，局地反馈机制起着关键作用。具体而言，地表反照率反馈通过调节海冰特征和海洋热释放过程从而加剧了北极地区变暖。温度递减率反馈能在近地表积聚更多热量从而促进北极放大，普朗克负反馈则起到相反的作用。而云的作用较为复杂，其对北极变暖的净效应取决于短波辐射反射和长波辐射阻挡之间的相对大小，总体而言，云辐射强迫在北极地区表现为变暖的作用。此外，研究还强调了大气环流、海洋洋流和气溶胶的影响，这些因素常常能触发上述局地反馈机制，进而对北极放大产生重要影响。目前对北极放大效应机制虽有显著进展，但仍面临缺乏可靠观测数据、对驱动因素机制及其相互作用理解不足、气候模式参数化方案不完善等挑战，克服这些挑战对提高北极气候变化的理解和预测有重要作用。
论文：
李杰峰, 赵传峰, 陈安南, 张昊天, 杨以坤. 2024. “北极放大”现象驱动机制的研究进展. 中国科学: 地球科学, 54(12): 3860-3877