Page 12 - 《高原气象》2023年第1期
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高     原      气     象                                 42 卷
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                 “北极放大”现象会通过影响大气环流对中纬                           云量的变化、 云的轨迹和辐射特性是未来北极冰层
             度地区甚至全球气候产生影响。北极变暖会导致                              减少的重要不确定因素。
             东亚冬季严寒， 形成“暖北极-冷欧亚”的格局； 它                             （4）  海冰减少、 欧亚积雪和大气环流之间的联
             还会导致北美东部异常冷事件， 对应 250 hPa 高度                       系机制尚存在争议， 无法进行季节性预测。
             场， 形成高空低槽， 与东北太平洋或格陵兰岛上空                              （5）  各因素的具体贡献难以量化。由于气候
             的高脊组成北美冬季气候波。此外， 北极变暖还会                            系统是一个高度耦合的整体， 各因素之间并不是相
             对大气环流的相互作用过程产生影响， 使欧亚大陆                            互独立的， 而是相互作用、 相互影响的。例如： 海
             秋季积雪增多、 中纬度地区极端事件增多、 降温，                           冰融化会导致海面吸收太阳辐射增多、 海-气相互
             使赤道太平洋表面冷却等。目前认为北极变暖与                              作用增强， 海面蒸发量的增多会导致北极地区湿度
             海冰减退可以通过两种机制影响中纬度地区： 一是                            加大， 湿度增大导致下行长波辐射增多， 北极近地
             通过影响气压场的分布改变纬向风， 使阻塞事件增                            面升温又使海冰进一步融化。此外， 北极升温还会
             加； 二是通过对流层-平流层耦合作用影响北半球                            影响大气环流， 从而影响热量的极向输送。因此，
             大气环流。但以上两种机制还存在争议。中高纬                              量化研究比较困难。
             度大陆积雪的增加会通过影响大气环流和行星波                                 （6）  影响因素之间存在异步特征。例如： 海
             的传播反作用于“北极放大”现象。                                   冰-反照率反馈主要发生在春、 夏季节， 而云和水
                  北极与中纬度之间的联系非常复杂。中纬度                           汽反馈主要发生在秋、 冬季节。对影响因素之间存
             天气气候的变化受到大气内部变化和中纬度及赤                              在的异步特征进行研究和分析， 更有助于对北极放
             道海温异常的影响， 且北极对中纬度的影响是间歇                            大驱动机制的研究。
             性和区域性的， 这给因果关系的确定带来了困难。                               （7）  一些因素对北极放大的影响机制还存在

              5  讨论                                             争议。例如： 海冰曾被认为是北极放大效应的主要
                                                                驱动因素， 而近期的一些研究表明， 即使不考虑海
                  现有的驱动因素都有大量理论依据作为支撑，                          冰的作用， “北极放大”现象仍然存在。
             但由于研究方法不同、 数据不足等原因， 各理论之
             间还存在较大差异。当前存在的问题归纳起来主                              参考文献：
             要有以下几点：                                            Alexeev V A， Langen P L， Bates J R， 2005. Polar amplification of
                 （1）  研究方法存在缺陷。目前， 量化气候因子                          surface warming on an aquaplanet in “ghost forcing” experiments
             反馈所用到的方法为“辐射核”方法（Chung and                            without sea ice feedbacks［J］. Climate Dynamics， 24（7/8）： 655-
                                                                   666. DOI： 10. 1007/s00382-005-0018-3.
             Räisänen， 2011； Soden et al， 2008）。辐射核描述了
                                                                Akperov  M  G，  Mokhov  I  I，  Dembitskaya  M A，  et  al，  2019. Lapse
             大气顶部辐射通量对反馈变量变化的差异响应。
                                                                   Rate Peculiarities in the Arctic from Reanalysis Data and Model
             它将气候反馈分解为两个因素——一个因素取决
                                                                   Simulations［J］. Russian  Meteorology  and  Hydrology，  44（2）：
             于辐射传输算法和初始气候状态， 另一个因素来自                               97-102. DOI： 10. 3103/S106837391902002X.
             反馈变量的气候响应。这种分解能够将辐射物理                              Ao J， Sun J Q， 2015. Connection between November snow cover over
             中固有的反馈成分与特定气候响应中产生的反馈                                 Eastern Europe and winter precipitation over East Asia［J］. Inter‐
             成分分离开来（Soden et al， 2008）， 从而提升辐射反                    national  Journal  of  Climatology，  36（5）：  236-2404. DOI：  10.
                                                                   1002/joc4484.
             馈的量化精度（Colman， 2013）。然而， “辐射核”方
                                                                Baldwin M P， Dunkerton T J， 2001. Stratospheric harbingers of anom‐
             法对气候反馈因子的量化依然存在偏差（Singh et
                                                                   alous weather regimes［J］. Science， 294（5542）： 581-584. DOI：
             al， 2015）。因此， 改进研究方法有助于提高北极地                          10. 1126/science. 1063315.
             区气候因子反馈机制的量化精度， 从而减少北极地                            Barnes E A， 2013. Revisiting the evidence linking Arctic amplification
             区研究的争议。                                               to extreme weather in midlatitudes［J］. Geophysical Research Let‐
                 （2）  缺乏长时间、 高质量、 覆盖全面的数据资                         ters， 40（17）： 4734-4739. DOI： 10. 1002/grl. 50880.
             料。受北极地理位置的限制， 可获取的地面资料非                            Basu S， Zhang X D， Wang Z M， 2018. Eurasian winter storm activity
                                                                   at the end of the century： A CMIP5 multi-model ensemble projec‐
             常稀少， 且存在严重的质量问题， 输入资料的偏差
                                                                   tion［J］. Earth's  Future，  6（1）：  64-70. DOI：  10. 1002/2017ef00
             导致大气再分析资料存在不一致性， 这也是导致北
                                                                   0670.
             极放大驱动因素各理论之间存在差异的原因之一。                             Bintanja R， van der Linden E C， 2013. The changing seasonal climate
                 （3）  云的作用依然是极地研究的重要挑战。                            in the Arctic［J］. Scientific Reports， 3（1）： 1556. DOI： 10. 1038/
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