中國科學院海洋地質與環境重點實驗室黃海軍課題組王雲鶴博士後、畢海波副研究員同哥倫比亞大學Xiaojun Yuan教授和Mark A. Cane教授合作,在南極冬季雲-大氣環流-海冰耦合機制的探究方面取得新進展,研究成果近日在國際學術期刊Environmental Research Letters(一區TOP期刊,IF=6.8)線上發表。
雲影響著地球輻射平衡,對氣候系統有著重要作用。南極具有極端低溫、低濕、低氣溶膠的氣候環境條件,使得該地區雲的形成及與海冰的作用過程异於其他地區。現階段,缺乏對雲過程的瞭解,導致南極氣候模式中大氣-冰相互作用的類比產生明顯誤差。
該研究基於1979-2019年衛星和再分析數據,分析發現了wave-3主導著南極冬季雲量、大氣環流和海冰的主要耦合模態。該耦合系統中,水汽的水准輸送和垂向運動都對南極中層雲的形成產生重要影響,並導致中層雲异常最易發生在最大經向風异常和氣壓异常區之間。系統中的雲在阿蒙森海產生的輻射异常可在一個月內造成12釐米厚的海冰生消。另外,中層雲對海冰的輻射強迫加强了大氣環流對海冰的熱動力驅動;相反,因地形影響,低層雲對海冰的輻射影響被大氣環流驅動所抵消。
上述發現對南極氣候過程有了更深理解,對南極氣候模式的構建有著新的啟示。
南極冬季低層雲量(a)、大氣環流(b)與海冰(c)的MEOF空間場
南極中層雲、大氣環流和海冰的耦合系統示意圖(底圖為經向風的主模態,黑色箭頭為風向量,“L”表示低壓中心,“H”為高壓中心)
文章連結:
1. Yunhe Wang,Xiaojun Yuan*,Mark A. Cane.A coupled mode of cloud,atmospheric circulation,and sea ice controlled by wave–3 pattern in Antarctic winter.Environmental Research Letters.2022.https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac5272
2. Yunhe Wang,Xiaojun Yuan,Haibo Bi*,Yu Liang,Haijun Huang*,Zehua Zhang,and Yanxia Liu.The Contributions of Winter Cloud Anomalies in 2011 to the Summer Sea-Ice Rebound in 2012 in the Antarctic.Journal of Geophysical Research: Atmospheres 124,3435-3447(2019).https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JD029435