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中国科学：地球科学 2021年第7期51卷 1043-1058页

作者：陈晓丹罗德海复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029

通过分析1979~2019年ERA-Interim逐日再分析资料和大气环流模式试验,研究了格陵兰岛以西的巴芬湾-戴维斯海峡-拉不拉多海(Baffin Bay、Davis Strait和Labrador Sea,BDL)冬季海冰变化对格陵兰阻塞的调制作用及动力机制.结果表明,冬季BDL... 详细信息

通过分析1979~2019年ERA-Interim逐日再分析资料和大气环流模式试验,研究了格陵兰岛以西的巴芬湾-戴维斯海峡-拉不拉多海(Baffin Bay、Davis Strait和Labrador Sea,BDL)冬季海冰变化对格陵兰阻塞的调制作用及动力机制.结果表明,冬季BDL地区海冰较少、气温较高,有利于冬季格陵兰阻塞频繁发生,此时格陵兰阻塞维持时间较长且具有西移特征,这导致美国中东部地区极寒天气的频繁发生和加强.与此相反,BDL地区海冰较多、气温较低时,格陵兰阻塞西移减慢,维持时间较短,阻塞频率减少,主要导致欧洲北部降温.BDL海冰融化所引起的增暖能减弱北大西洋中高纬度纬向风和经向位涡梯度,导致格陵兰阻塞能量频散减小和非线性增加,此时背景条件有利于格陵兰阻塞的产生和维持,衰减变慢且向西移动加快.当BDL海冰偏多时,北大西洋中高纬度西风和位涡梯度增大,此时格陵兰阻塞的频散性增强而非线性减弱,抑制了格陵兰阻塞的发生和维持.一系列理想大气环流模式试验进一步证实上面的结果.

关键词：北极海冰格陵兰阻塞位涡梯度极寒天气

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1996—2021年格陵兰冰盖表面融化时空变化分析

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冰川冻土 2023年第2期45卷 446-455页

作者：肖倩雨周春霞刘勇武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 极地环境监测与公共治理教育部重点实验室湖北武汉430079

格陵兰冰盖的表面融化通过物质平衡影响全球海平面上升,同时也是气候变化的灵敏指示器。本文基于增强分辨率的被动微波日亮温数据,使用自动气象站的气温记录,评估了进行冰盖表面融化探测的改进的亮温日较差(Advanced Diurnal Amplitude ... 详细信息

格陵兰冰盖的表面融化通过物质平衡影响全球海平面上升,同时也是气候变化的灵敏指示器。本文基于增强分辨率的被动微波日亮温数据,使用自动气象站的气温记录,评估了进行冰盖表面融化探测的改进的亮温日较差(Advanced Diurnal Amplitude Variations,ADAV)方法和另外4种常用方法(M+30 K、ALA、MEMLS1和MEMLS2)的探测效果,通过总体精度和Kappa系数证实了ADAV方法探测冰盖表面融化的可行性与可靠性。在此基础上,基于ADAV方法进一步分析格陵兰冰盖表面融化的时空变化特征,发现1996—2021年格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化,融化最剧烈的区域分布于冰盖边缘,南部较北部融化范围更大、融化天数更多。极端融化事件导致冰盖融化范围波动较大,而融化指数呈现增长趋势,增长速率为5.24×10^(5)d·km^(2)·a^(-1)。且表面融化具有向内陆高海拔地区扩张的趋势,融化天数为11~30 d、31~50 d、51~70 d的区域,26年间的平均高程都发生了显著的增长,增长速率分别为13.06 m·a^(-1)、9.30 m·a^(-1)和11.20 m·a^(-1)。格陵兰冰盖的表面融化与格陵兰阻塞显著相关,2012年和2019年异常的融化指数指示着异常的格陵兰高压阻塞情况。表面气温上升在冰盖南穹对表面融化起到促进作用。

关键词：格陵兰冰盖表面融化被动微波改进的亮温日较差法格陵兰阻塞

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1958-2020年格陵兰冰盖表面消融时空变化研究

1958-2020年格陵兰冰盖表面消融时空变化研究

引用

作者：张庆林山东师范大学

学位级别：硕士

全球变暖以来,北极冰冻圈已成为世界上升温最快的区域,北极格陵兰冰盖自上世纪末物质损失不断加剧,现已被证明是由表面消融的增加所主导,本研究基于Ice Sat水文边界数据将格陵兰冰盖划分为8个区域,综合两套高分辨率极地区域气候模式RACM... 详细信息

全球变暖以来,北极冰冻圈已成为世界上升温最快的区域,北极格陵兰冰盖自上世纪末物质损失不断加剧,现已被证明是由表面消融的增加所主导,本研究基于Ice Sat水文边界数据将格陵兰冰盖划分为8个区域,综合两套高分辨率极地区域气候模式RACMO(1km×1 km)和MAR(10 km×10 km)的表面消融量,通过回归分析、相关分析和趋势分析等统计分析方法,针对1958-2020年冰盖表面消融这一关键过程进行了系统性的定量化探讨,分析了冰盖表面消融典型事件的消融时空特征,结合RACMO(MAR)的近地面气温、地表反照率和能量通量数据以及大气再分析资料ERA5的500 hPa位势高度和700 hPa风场数据深入探究了冰盖表面消融快速增加的可能机制,结果表明:(1)研究期间,格陵兰冰盖平均每年产生641.6(541.7)Gt的表面消融,夏季消融占比达到85.3(92.2)%,表面消融主要发生在冰盖边缘的消融区和海拔较低的积累区,500-1500 m高程带的表面消融占整个冰盖的59.4(61.0)%。在西部和东南冰盖边缘,年表面消融普遍在2000 mm w.e./a以上。(2)冰盖表面消融在1980s中期之前呈现出减少的变化态势,从1990s开始,格陵兰冰盖表面消融快速增加,整体趋势为8.2±5.3(10.0±6.0)Gt/a。相比于1990s之前,6月是消融占比增加最显著的月份。从海拔上看,表面消融增加最强烈的区域集中在1000-1500m,消融逐渐向高海拔内陆区域延伸。表面消融的增加呈现出明显的区域差异性,不同冰盖区域的增加趋势为0.5±0.7(0.9±0.9)%/a-3.6±1.8(4.3±2.2)%/a。南北区域差异明显,北部冰盖的消融增加比南部冰盖更为强烈,其中北端的区域消融贡献已经超过了过去冰盖表面消融的主要贡献区域西南冰盖,其相对贡献增加了15.5(20.3)%。(3)在典型冰盖表面消融负异常年份,东部和西部冰盖常表现出强烈的负消融特征,7月份显著的负消融是年总消融表现为负异常的原因,1992年是表面消融最低的年份,整个冰盖边缘都呈现出超过-220 mm w.e./a的负消融异常。在典型冰盖表面消融正异常年份,几乎所有低海拔区域均表现为普遍的正消融异常特征,同时在主要消融月份呈现持续的正异常状态。在2012年,内陆冰盖也呈现出10 mm w.e./a以上的正消融异常,6月下旬至8月初持续的极端消融现象是导致2012年成为有记录以来最强烈的消融年份的原因。(4)格陵兰阻塞指数(GBI)和北大西洋涛动指数(NAO)自1990s以来异常的相位变化对格陵兰冰盖表面消融的增加发挥了关键作用。1990s以后,GBI(NAO)逐渐转向正相位(负相位),在正GBI年份,以冰盖南部为中心的阻塞高压形成,700 hPa反气旋系统的出现为格陵兰冰盖带来了更多的热量。GBI的变化解释了70%的夏季消融异常的方差。环流背景下,夏季近地面气温的增加、地表反照率的降低以及辐射通量等变化促进了表面消融的发生和增加,其空间差异性进一步解释了表面消融年代际增加的空间差异。

关键词：格陵兰冰盖表面消融大气环流格陵兰阻塞气候变化

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