在全球变暖背景下，南极海冰的变化与北极海冰范围快速减少的趋势不同，南极海冰范围在1979年至2014年期间呈现微弱扩张的趋势。然而，近年来（2015-2023年），南极海冰范围也多次创下历史新低。特别是在2022年和2023年夏季连续创下历史新低，南极海冰范围（SIE）年度最小值都低于200万平方公里。这引起了国际社会对南极海冰以及南极气候变化的高度关注。针对2022年南极海冰覆盖范围历史低值，我们观察到南极海冰的损失呈现明显的空间差异，主要体现在别林斯高晋海、威德尔海和罗斯海的海冰退缩明显（图1a）。这种空间分布表明阿蒙森海低气压（ASL）会对海冰变化产生潜在影响（ASL是一个持续的气候态低气压系统，位于阿蒙森-别林斯高晋海上空）。
图1. (a) 图为2022年2月25日的南极海冰分布快照。(b) 图为2021年SON海平面气压和10米风场的异常。(c) 图为2021年SON海冰漂移（SID）矢量和SID经向分量（阴影）的异常。(d) 图为1979年至2022年南极2月SIE（南极海冰面积）的时间序列。(e) 图为1979年至2021年春季ASL强度（红色）和深度（蓝色）的时间序列。(f) 图为43年来SON、ASL和2月SIE之间的散点图。
本论文使用卫星观测数据、再分析数据和CMIP6模式输出数据详细探讨了2021年春季ASL的加强对2022年2月创纪录的最低南极海冰范围的影响。研究结果总结如下：
（1）南极春季阿蒙森低压与春夏南极海冰演变之间的密切关系
在1979年至2022年的43年间，春季SON季节ASL强度和2月份南极海冰范围（SIE）显示出观测相关系数约为0.53（参见图1f）。此外，根据线性回归模型，ASL在2022年2月南极SIE异常中的贡献约为60%。
（2）罗斯海地区海冰动力输送加强冰-海反照率反馈
在春季，强ASL会引发罗斯海南风的明显增强，伴随着明显加强的向北海冰输送，导致海岸线附近的开阔水域面积增加，即冰间湖面积扩大。然后，在夏季，向上短波辐射被反射回太空的能量会减少，导致开阔水域吸收太阳辐射能量的增加，上层海洋显著升温，反过来又加速了海冰的融化。这种正的冰-海反照率反馈作用会维持随后几个月的海冰融化，并导致罗斯海出现南北向的双极子结构，从10月到1月外部海冰增加，11月到3月内部海冰减少。
这些短期事件对南极海冰系统的长期变化产生了重大影响。事实上，2022年南极海冰的急剧减少明显减缓了长期的南极海冰面积指数上升趋势，凸显了在确定南极海冰未来趋势时需要考虑短期气候事件和其长期演变的关系。
研究成果于2023年4月在国际著名期刊 Environmental Research Letters 上发表，题目为“Contribution of the deepened Amundsen Sea Low to the record low Antarctic sea ice extent in February 2022”。极地海洋与气候变化创新团队骨干成员王绍银博士为文章第一作者，首席科学家程晓教授为文章通讯作者。研究论文被 Nature Reviews Earth & Environment 选为亮点文章。该研究得到了国家自然科学基金和南方海洋实验室创新团队科研建设经费的支持。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s43017-023-00433-w
- 微信公众号
- OLAR官方公众号