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《GRL：CMIP6模型预测南极冬季海冰异常》

  • 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：2024-07-21

  • 2023年，南极海冰（SIE）达到历史最低水平，冬季冰层比往年少了200多万平方公里，相当于英国面积的十倍左右，低于卫星时代的平均水平。

    英国南极调查局（BAS）研究人员使用名为CMIP6的大型气候数据集，调查了这种前所未有的海冰损失。当发生这些异常时，SIE需要几十年的时间才能恢复：这表明SIE可能会在未来几十年内过渡到一个新的、更低的状态。仅就内部变异性而言，模型极不可能模拟这些异常，大多数模型的回归期>1000年。这些异常的回归期<1000年的唯一模型可能具有不切实际的大年际变化。基于极值理论，将重现期从内部变率下的2650年缩短到强气候变化强迫情景下的580年。（李亚清 编译）

  • 原文来源：https://www.bas.ac.uk/media-post/record-low-antarctic-sea-ice-extremely-unlikely-without-climate-change/
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    • 气候模式在模拟世界时是非常复杂的，需要大量的工作协调才能产生。模型依靠大量不同的输入才能对未来世界进行模拟，并在某些情况下，模式中数百万行的代码需要几天或几周的时间来运行，因此气候模式的工作量非常大。建立这些模型可能非常具有挑战性，但理解气候变化正在把我们带向何方是非常重要的。在气候发生变化时，我们可能需要做些什么，这对我们来说至关重要。华盛顿大学的一项研究评估了40个最近的气候模型，模拟的重点是南极附近的海冰——形成于海洋表面的相对较薄的一层冰。这些气候模型都预测在不同的温室气体排放情景下，21世纪南极海冰的空中覆盖率将下降，但不同排放情景下的损失量差异很大。相比于北极海冰，南极海冰的研究对科研工作者来说相当棘手。 因为南极的测量数据很少，从而导致很难理解最近通过卫星观测到的海冰变化。这些模型被称为耦合气候模型，这意味着它们结合了大气、海洋、陆地和海冰模型来预测气候系统未来的发展变化。我们都熟悉北极即将无冰，以及对全球贸易可能产生的影响。但南极海冰周围的变化和未来的预期还不太清楚。 这项研究是首次在新的气候模式中对南极海冰进行评估。南极地区的特点是极端，那里有最高的风、最大的冰川和最快的洋流，掌握南极海冰的状况至关重要，南极海冰每年生长和收缩约6倍。从这个角度来看，这一地区的面积大致相当于俄罗斯。地球上的冰，即所谓的冰层，对调节全球气候有着巨大的影响。通过改进对南极海冰模型的模拟，科学家们可以增加对全球气候系统的了解，比如它将如何随时间而变化。更好的海冰模型也揭示了南极洲周围南大洋的动态变化，南极洲是我们南半球的主要组成部分。 相关论文链接: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL086729 (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)
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  • 《冬季北极海冰下降与欧亚环流的耦合》
    • 来源专题：物理海洋学知识资源中心
    • 编译者：cancan
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    • 北极海冰覆盖面积在全球变暖下迅速减少，但冬季海冰消退的速度显示耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）模式所涉及的模型之间存在较大的模型差异。当使用模型模拟一个更大的海冰下降时，北极以外的环流是如何变化的呢？ 卑尔根大学Keenlyside教授和他的同事们负责的一项新研究首次试图利用奇异值分解（SVD）对欧亚大陆的冬季北极海冰和平均海平面气压投影的方法来解决这个问题。研究分析了CMIP5 11个模式对冬季海冰面积的不确定性与欧亚环流的关系。更重要的是，在这里使用奇异值分解分析的能力是在于量化这些预测的模型不确定性之间的最大的可变性,并描述它们的空间模式。这比使用相对简单的复合或者相关分析方法更好，因为相关分析首先需要定义一个指数（比如北极海冰的变化）。 占主导地位的SVD模式有一个70.5%的解释方差，它相当于一个更大的北极海冰的减少。通常情况下，强烈的冷空气气团在北极下沉并向赤道附近移动,这推动了与中纬度交换空气质量的极地环流。当一个模型模拟一个更大范围的北极海冰减少时，北极就会变得更温暖，更少的冷空气在极地地区下沉。相关联的极地环流较弱，它的赤道侧有异常下沉运动。在欧亚大陆上，西伯利亚地区和冰岛一带的海平面气压相对增加,而在地中海地区，海平面气压相对减少。此情形下，欧洲-大西洋异常海平面气压类似于北大西洋涛动的负位相，这是欧洲-大西洋地区大规模环流的主导模式。因此，一个更准确的冬季北极海冰的预测可能有助于限制对冬季欧亚气候的预测。 （赵丹丹、张灿影编译）
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