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徐邦琪教授团队研究成果被《Science Advances》选为封面论文
热带与极区气候的千里情缘——热带次季节对流云簇导致了南极东部的夏季变冷趋势
作者:付振、徐邦琪               发布时间:2021/06/28 10:11:58              浏览量:

近日,我院徐邦琪教授领衔的国际研究团队揭示了近40年来热带次季节对流云簇如何改变南极洲东部地表气温,相关研究成果已发表在国际知名期刊《Science Advances》(最新影响因子为13.117),并获选为当期封面论文。

 

由于温室气体排放加剧,全球气候在过去几十年正变本加厉地变暖。南极西部(南极半岛)是全球变暖的热点之一,然而,南极东部在夏季时却显示出变冷趋势,这一特异的现象引发了全球气候学家的广泛关注。

通过观测数据分析、诊断,并结合大量气候模式的模拟试验,南京信息工程大学大气科学学院徐邦琪教授、博士生付振、硕士毕业生刘遇与韩国釜山大学、美国NOAA地球物理流体动力实验室、韩国梨花女子大学及台湾大学的气候学家组成的研究团队发现了热带季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,简称MJO)对流云簇活动的年代际异常导致南极变冷趋势的全新机制。MJO是沿赤道缓慢东移的大尺度对流-环流耦合系统,具有20−90天的振荡周期,其对流云簇通过水汽的凝结向大气释放热量,激发出向极传播的大气异常波列(下图)。具体而言,当MJO对流云簇移动至西太平洋时,相应的大气波动在东南极地区上空呈现低压异常,通过绝热上升冷却和冷平流效应,导致东南极地表气温变冷(右图)。与之相反,当MJO云簇降水位于印度洋上时,大气异常波列有利东南极地表气温的增暖(左图)。

MJO对流云簇引起的东南极地表气温变化示意图。(左)印度洋MJO对流所激发的异常环流与南极东部变暖过程。(右)西太平洋MJO对流所激发的异常环流与南极东部变冷过程。其中蓝色(红色)填色图表示500-hPa的大气异常低压(高压)。 

在最近几十年的南半球夏季期间,MJO对流在赤道西太平洋上的活动愈加活跃频繁,而在热带印度洋上却逐渐减少,这一变化为南极东部地区的变冷提供了有利的条件。该研究团队推估出1979−2014年间,20%−40%观测到南极东部的夏季冷却趋势是由热带MJO对流云簇在纬向上分布的年代际变化所导致,而其余贡献来自于南半球中高纬环流、南极平流层臭氧和太平洋海温变化等过程。这篇论文强调了遥远如南极的气候变化,仍可能与千里之外的天气或气候系统(包括热带次季节云簇活动的空间型态变化)密切相关。 

论文资讯及链接:

Hsu, P.-C., Z. Fu, H. Murakami, J.-Y. Lee, C. Yoo, N. C. Johnson, C.-H. Chang, Y. Liu, 2021: East Antarctic cooling induced by decadal changes in Madden-Julian oscillation during austral summer. Sci. Adv. 7, eabf9903. Doi:10.1126/sciadv.abf9903. https://doi.org/10.1126/sciadv.abf9903

相关报导:

EurekAlert: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/ifbs-eas062321.php

Scienmag: https://scienmag.com/east-antarctic-summer-cooling-trends-caused-by-tropical-rainfall-clusters/

Phys.org: https://phys.org/news/2021-06-east-antarctic-summer-cooling-trends.html

Science Daily: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210623141711.htm