北极海冰融化对北半球极端天气的影响受到广泛关注，目前的研究主要集中在东亚中高纬度寒潮变化及其与北极海冰的关系。由于北极与热带地区相距较远，北极对热带冷涌影响的相关研究较少，因此近期张诗悦博士生(第一作者)及其指导老师曾刚研究员(通讯作者)探讨了在东亚急流的纽带作用下，喀拉海海冰减少对热带西太平洋冷涌偶极子模态变化的间接影响，成果发表在《Environmental Research Letters》。
本研究发现热带西太平洋冷涌频次的主要时空变化模态在空间分布上表现为纬向偶极子分布，且该模态与菲律宾海上空的气旋性环流异常有关。该气旋性环流异常的增强会导致南海冷涌频次增多，菲律宾海冷涌频次减少。相关分析结果表明，西太平洋热带冷涌的偶极子模态变化与喀拉海海冰减少有关。海冰的减少通过局地垂直能量交换加剧了乌拉尔山以西的大气阻塞。减弱的东北亚以北的绕极西风和增强的东北亚经向温度梯度通过极锋急流与副热带急流之间的协同变化关系导致东亚副热带急流的加强和北移以及极地急流的减弱，从而使得菲律宾海上空气旋性环流异常增强。本研究进一步通过NCAR CAM5.3大气环流模式验证了大气对喀拉海海冰减少的响应，模拟结果支持所提出的物理机制。尽管观测结果中热带冷涌和喀拉海海冰之间没有在统计学意义上呈现显著的直接相关性，但这项研究强调了北极气候变化信号对热带地区天气和气候极端事件的潜在间接影响。
图1 热带西太平洋冷涌频次的偶极子模态变化
图2 喀拉海海冰减少影响热带西太平洋冷涌的物理机制示意图
论文信息：
Zhang Shiyue, Zeng Gang*, Yang Xiaoye, Lin Zhaohui. 2024. Potential impacts of reduced winter Kara Sea ice on the dipole pattern of cold surge frequency over the tropical western Pacific. Environmental Research Letters, 19(6): 064047. doi: 10.1088/1748-9326/ad4c7f.