加拿大北极群岛地区位于加拿大最北端，是北极西北航道的关键地区。该地区夏季地表气温异常显著影响局地海冰融化，决定着西北航道的通航条件。然而，北极群岛夏季地表气温变化的驱动因子尚不明确。近日，朱志伟教授、博士生卢睿，联合加拿大环境与气候变化部Bin Yu教授、美国夏威夷大学Tim Li教授、韩国汉阳大学Sang-Wook Yeh教授，通过观测数据诊断和多模式模拟试验，提出了一种理解热带-北极不稳定性关联的新机制：夏季热带印-太地区的对流主模态可以通过激发向极传播的准定常罗斯贝波进而影响加拿大北极群岛地区地表气温异常，但这种遥相关影响受制于俄罗斯北极地区海表温度异常的调控。相关成果发表于国际著名期刊《Nature Communications》。
在年代际尺度上，俄罗斯北极地区海表温度为负异常时，其激发的向东南方向传播的罗斯贝波在东亚西风急流北侧产生反气旋性异常，使得东亚西风急流减弱并增强中纬度北太平洋上空的波导作用。增强的波导有利于年际尺度上热带印太地区对流激发的罗斯贝波列向北传播，在加拿大北极群岛上空形成大气环流异常，进而促使热带印-太对流对加拿大北极群岛地表气温产生显著影响。
相反，当俄罗斯北极地区海温异常偏暖时，其激发的向东南方向传播的罗斯贝波会增强东亚西风急流，进而减弱中纬度北太平洋上空的波导作用，不利于热带对流激发的波列进一步向北传播，使得大气环流异常无法传播至加拿大北极群岛地区，导致热带对流无法影响加拿大北极群岛地表气温。因此，俄罗斯北极地区海表温度异常在夏季热带对流对加拿大北极群岛地表气温的影响上扮演了“开关”的重要作用（图1）。
图1 俄罗斯北极海表温度异常调控热带-北极关联的示意图。热带地区填色代表印-太偶极型对流。红色填色代表加拿大北极群岛地表气温正异常。俄罗斯北极地区蓝色填色代表海表温度负异常。蓝色斜线代表波导正异常。A/C表示异常反气旋/气旋环流中心。热带北太平洋上空打点区域代表印-太偶极型对流激发的罗斯贝波源。
不同于以往研究只强调热带对北极或北极对热带的单向影响，本研究提出了一种热带-北极双向影响的新机制，即：俄罗斯北极地区热状况的年代际变化可以改变亚太中纬度地区的背景流，从而调制热带向极传播的年际尺度准定常罗斯贝波列，影响热带与加拿大北极群岛气候的关联。
正所谓“有无相生，前后相随”。北极受热带遥相关影响的非稳定性源于北极自身。本工作受到国家重点研发计划项目“北极海-冰-气系统和热带海-气系统的相互作用及其与全球变暖的联系”第二课题（2022YFF0801702）和国家自然科学基金基础科学中心项目“气候系统预测研究中心”（42088101）的联合资助。
文章信息：
Zhu Zhiwei, Lu Rui, Yu Bin, Li Tim, Yeh Sang-Wook. A moderator of tropical impacts on climate in Canadian Arctic Archipelago during boreal summer. Nature Communications, 15, 8644 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53056-0.