《海洋所在北极海冰覆盖范围缩小及影响机制研究方面获新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2019-05-10
  • 近日,中国科学院海洋地质与环境重点实验室毕海波博士、黄海军研究员同中山大学、自然资源部环境预报中心合作,在北极海冰覆盖范围缩小及影响机制方面研究取得新进展。研究成果《海冰平流与融化过程对北冰洋-太平洋扇区海冰减少的贡献》5月8日在国际冷冻圈杂志The Cryosphere在线发表(中国科学院一区,IF= 4.5)。

      近年来北极地区海冰覆盖的惊人变化,是造成北极气温增速过快(北极增暖速度是全球变暖速度的2倍,业内称之为“北极放大”现象)的重要因素,而北冰洋太平洋地区的海冰变化对气候变化的响应尤其敏感。但是,国际上有关海冰热、动力学机制造成海冰消退方面的定量研究不够深入,模型模拟结果缺乏观测数据支持,有关海冰变化与大气环流模态的耦合机制亦不明确。

      本研究首次利用多源卫星遥感观测产品,获得了近四十年太平洋-北极地区夏季海冰的变化情况。研究结果显示,在气候变暖背景下夏季时期的海冰融化和平流输出过程 “双助攻”北极的海冰消退,是引起北极太平洋扇区内海冰覆盖的大幅下降的主要物理机制。与以往不同,本研究揭示北极地区太平洋扇区的海冰消退与偶极子异常(DA)和北大西洋涛动(NAO)两种大气环流模态相关性较强,而与前人研究所揭示的北极涛动相关性较差(R=0.24)。深入调查分析表明,DA大气环流模式可同时影响海冰平流(R=0.74)和融化(R=0.55)过程,而NAO大气环流仅能够影响海冰融化过程(R=0.46)。

      此外,黄海军课题组在北极巴芬湾海冰输出方面的研究也取得重要进展,揭示了气候变暖导致的海冰变薄和拖拽系数增加是导致海冰输出增加的“元凶”。相关成果《Baffin Bay sea ice inflow and outflow: 1978–1979 to 2016–2017》3月29日在线发表于The Cryosphere。

      相关文章链接:

      (1)https://www.the-cryosphere.net/13/1423/2019/tc-13-1423-2019.pdf

      (2)https://www.the-cryosphere.net/13/1025/2019/tc-13-1025-2019.pdf

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/xwzx/kydt/201905/t20190509_5291654.html
相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所在气候变暖背景下的北极海冰变化机制研究中获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-07-16
    • 近年来,北极增暖速度是全球平均变暖速率的2-4倍,这对北半球气候变化产生了重要影响。但目前的研究对于北极海冰变化的物理机制缺乏深入了解,现有模式对北极海冰变化结果预测仍存在较大偏差。中国科学院海洋地质与环境重点实验室黄海军研究团队通过对卫星和再分析资料的分析,从不同时空尺度揭示了北极海冰的变化机制,相关研究成果于近期发表在国际学术期刊Journal of Climate和JGR-Atmospheres。 研究团队尝试从天气尺度出发,基于SOM聚类技术获取了北极水汽输运空间分布,阐明了中纬度水汽进入北极通道的四个关键通道,并进一步揭示了北极海冰对水汽变化的响应过程与具体物理机制。研究发现,气旋将增强水汽输运与汇聚过程,这会引起向下长波辐射和湍热通量的增加,从而可导致冬季不同海域海冰范围的显著减少。该项研究为深入理解北极地区大气-海冰-海洋的相互作用机制奠定了基础 (Liang et al., 2023)。 另一项研究中,研究团队从大尺度大气环流的角度,深入分析了大气驱动北极夏季海冰变化的物理机制。研究人员揭示了一种新的大气环流模式(Barents—Beaufort Oscillation,BBO)对北极海冰的影响及机理。研究表明,春季时期BBO正相位模式(BBO+)主要通过动力机制对夏季海冰的快速融化产生促进作用。深入分析发现,中纬度大洋年代际变化(AMO和PDO)相位的更迭,对BBO+极端事件的发生具有重要的调制作用,这解释了2000年之后北极春季BBO+频繁发生和北极太平洋扇区的海冰覆盖加速减少的现象(Bi et al., 2023)。同时,该研究所揭示的夏季海冰消融机制为确定海冰快速减少驱动北冰洋酸化现象提供了佐证。 以上研究的主要作者为中国科学院海洋所梁钰博士、黄海军研究员、毕海波副研究员,中国海洋大学陈显尧教授,中国极地研究中心雷瑞波研究员。研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目支持。 文章信息: [1] Y. Liang, H.Bi*, R. Lei,T. Vihma,and H. Huang (2023). Atmospheric latent energy transport pathways into the Arctic and their connections to sea ice loss during winter over the observational period. Journal of Climate.  https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0789.1     [2] Bi, H., Liang, Y., & Chen, X. (2023). Distinct role of a spring atmospheric circulation mode in the Arctic sea ice decline in summer. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2022JD037477. https://doi.org/10.1029/2022JD037477
  • 《我所在亚北极太平洋海洋环流演化方面取得新进展》

    • 来源专题:深海资源开发
    • 编译者:徐冰烨
    • 发布时间:2024-11-21
    • 近日,我所地质室海洋地质过程及演化团队在末次盛冰期以来亚北极太平洋边缘海海洋环流演化方面取得新进展。该团队借助亚北极鄂霍次克海中部站位岩芯的黏土矿物和黏土组分的微量元素数据,重建了过去2万年来太平洋水入侵鄂霍次克海的演化历史模式。研究发现全新世以来,受到阿留申低压增强的影响,入侵鄂霍次克海的北太平洋暖水明显增强,该研究对于更好的认识亚北极地区的海洋环境演化具有重要作用。 大洋环流通过输送热量和盐分,对全球气候产生重要影响。西亚北极环流是亚北极太平洋地区热量和物质传输的主要动力,其动态变化对于西北太平洋以及周围边缘海的生物地球化学循环等过程产生了重要影响。 鄂霍次克海是西北太平洋区域主要的边缘海,该区域是北半球大规模季节性海冰覆盖的最南部边界,同时也是北太平洋中层水的主要源区。观测发现,在东堪察加流(西亚北极环流的西部分支)的驱动下,大量温暖的太平洋水进入到鄂霍次克海,对鄂霍次克海的海冰覆盖以及中层水形成产生重要的影响。然而由于研究材料的限制,目前关于太平洋水入侵鄂霍次克海的认识主要基于器测记录,缺乏更长时间尺度的深入了解。 基于此,研究团队利用鄂霍次克海中部站位的黏土矿物和黏土组分的微量元素等指标,并结合附近站位的粒度、表层海水温度、海冰硅藻以及TraCE-21ka气候模型等数据,重建了过去2万年来太平洋水入侵鄂霍次克海的演化历史模式。 研究发现,早全新世以来,伴随着气候的快速变暖,阿留申低压显著增强,亚北极太平洋环流同步增强,进而造成更多太平洋水入侵鄂霍次克海地区(如图),深刻的影响着鄂霍次克海的海洋环境演变。 本研究加深了对亚北极太平洋海洋环流演化及其控制机制的科学认识,对进一步研究太平洋水入侵鄂霍次克海的动态变化及其环境效应具有重要意义。 该研究成果近期发表在《Quaternary Science Reviews》杂志上,第一作者是我所地质室博士后冯旭光,通讯作者为我所石学法研究员。该研究得到了崂山实验室“十四五”重大项目、国家自然科学基金、以及国家重点研发计划等项目联合资助。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2024.109026