在全球氣候變化背景下，南極海冰范圍自2016年以來(lái)三次打破歷史最低值記錄。2023年2月21日，南極海冰范圍跌至夏季最低值179萬(wàn)平方公里，比氣候態(tài)平均值（1981-2010）低38%，再次打破2022年夏季的最小值。

近日，中山大學(xué)/南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（珠海）教授楊清華團(tuán)隊(duì)與比利時(shí)新魯汶大學(xué)等科研人員合作，綜合利用衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)、ERA5大氣再分析數(shù)據(jù)以及NEMO3.6-LIM3區(qū)域冰海耦合模式，深入分析了2023年夏季海冰極小值的成因。研究成果發(fā)表于《通訊-地球與環(huán)境》。

南極海冰是極地氣候系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅影響大氣和海洋界面的通量交換，還參與南大洋復(fù)雜的大氣–海冰–海洋相互作用。

論文第一作者、中山大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院博士生王今菲表示，2022年到2023年期間，南極海冰范圍全年持續(xù)偏低，特別是2022年12月海冰異常快速減退，并在2023年2月呈現(xiàn)幾乎環(huán)極的負(fù)海冰異常。

“過(guò)去40余年里，南極海冰范圍先呈現(xiàn)出穩(wěn)定的緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，隨后又迅速減少。近年南極海冰范圍整體變小，但各個(gè)區(qū)域的海冰并不是均勻變小，其年際變率呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中威德?tīng)柡^(qū)域夏季海冰變率顯著增強(qiáng)。”楊清華說(shuō)。

王今菲指出，這種情況主要由空氣溫度正異常引起的平流作用導(dǎo)致，“特別是在阿蒙森-羅斯海區(qū)域，春季深厚的阿蒙森海低壓和強(qiáng)南風(fēng)共同作用，導(dǎo)致大量海冰向北輸送，并觸發(fā)了近岸強(qiáng)烈的冰-反照率反饋機(jī)制，加速了海冰融化”。

楊清華表示，研究強(qiáng)調(diào)了阿蒙森-羅斯海區(qū)域的海冰變化對(duì)解釋南極夏季海冰最小值的重要性，“此次事件受到前一年的夏季海冰歷史極小值的影響，但和人類活動(dòng)的關(guān)系尚不清晰，仍需進(jìn)一步的歸因分析”。

據(jù)楊清華介紹，南極海冰融化和凍結(jié)導(dǎo)致海水溫度、鹽度變化以及繞極深層水位置的調(diào)整，影響了冰架底部融化和海平面升高；同時(shí)，海冰能夠反射大部分太陽(yáng)輻射，直接影響南半球高緯度天氣和氣候系統(tǒng)，進(jìn)而影響南極冰蓋物質(zhì)平衡及海平面變化。海平面的升高會(huì)影響低洼地區(qū)的居住環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增加洪水和風(fēng)暴潮的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也影響漁業(yè)、旅游業(yè)和其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，特別是在強(qiáng)依賴海洋資源的地區(qū)。同時(shí)，南極海冰對(duì)南大洋生物地球化學(xué)過(guò)程也極為重要，其季節(jié)性生消會(huì)影響到磷蝦、企鵝、海豹和鯨等諸多生物構(gòu)成的南極生態(tài)系統(tǒng)，海冰的減少會(huì)影響這些物種的生活習(xí)性和繁殖環(huán)境，進(jìn)而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

楊清華表示，該研究不僅強(qiáng)調(diào)了大氣和海洋多因素過(guò)程在近年南極夏季海冰達(dá)到歷史最低值中的重要作用，也為理解南極海冰變化提供了新的科學(xué)依據(jù)，為全球氣候變化的應(yīng)對(duì)策略提供了重要參考。

那么，南極海冰未來(lái)還會(huì)持續(xù)變小嗎？楊清華指出，在增強(qiáng)的海冰年際變率背景下，還無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估南極海冰未來(lái)的變化。目前，南大洋海溫不斷增長(zhǎng)，海溫對(duì)海冰的影響可能變大，但由于氣候模式對(duì)于南極海冰的模擬能力尚有很大不足，目前仍無(wú)法給出定論。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索更多關(guān)于氣候系統(tǒng)相互作用的深層次機(jī)制，持續(xù)改進(jìn)模式對(duì)南極海冰的模擬和預(yù)測(cè)性能，以更全面地理解南極海冰變化的多尺度變異性，并更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)海冰極端氣候事件。