中國科學(xué)院海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃海軍課題組王云鶴博士后、畢海波副研究員同哥倫比亞大學(xué)Xiaojun Yuan教授和Mark A. Cane教授合作，在南極冬季云-大氣環(huán)流-海冰耦合機(jī)制的探究方面取得新進(jìn)展，研究成果近日在國際學(xué)術(shù)期刊Environmental Research Letters（一區(qū)TOP期刊，IF=6.8）在線發(fā)表。
云影響著地球輻射平衡，對(duì)氣候系統(tǒng)有著重要作用。南極具有極端低溫、低濕、低氣溶膠的氣候環(huán)境條件，使得該地區(qū)云的形成及與海冰的作用過程異于其他地區(qū)?，F(xiàn)階段，缺乏對(duì)云過程的了解，導(dǎo)致南極氣候模式中大氣-冰相互作用的模擬產(chǎn)生明顯誤差。
該研究基于1979-2019年衛(wèi)星和再分析數(shù)據(jù)，分析發(fā)現(xiàn)了wave-3主導(dǎo)著南極冬季云量、大氣環(huán)流和海冰的主要耦合模態(tài)。該耦合系統(tǒng)中，水汽的水平輸送和垂向運(yùn)動(dòng)都對(duì)南極中層云的形成產(chǎn)生重要影響，并導(dǎo)致中層云異常最易發(fā)生在最大經(jīng)向風(fēng)異常和氣壓異常區(qū)之間。系統(tǒng)中的云在阿蒙森海產(chǎn)生的輻射異常可在一個(gè)月內(nèi)造成12厘米厚的海冰生消。另外，中層云對(duì)海冰的輻射強(qiáng)迫加強(qiáng)了大氣環(huán)流對(duì)海冰的熱動(dòng)力驅(qū)動(dòng)；相反，因地形影響，低層云對(duì)海冰的輻射影響被大氣環(huán)流驅(qū)動(dòng)所抵消。
上述發(fā)現(xiàn)對(duì)南極氣候過程有了更深理解，對(duì)南極氣候模式的構(gòu)建有著新的啟示。
南極冬季低層云量（a）、大氣環(huán)流（b）與海冰（c）的MEOF空間場
南極中層云、大氣環(huán)流和海冰的耦合系統(tǒng)示意圖（底圖為經(jīng)向風(fēng)的主模態(tài)，黑色箭頭為風(fēng)矢量，“L”表示低壓中心，“H”為高壓中心）
文章鏈接：
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