北极中央区海冰低密集度现象研究

近年,北极中央密集冰区出现海冰低密集度的异常现象。为了探讨这一现象的成因,本文使用ERA-Interim再分析资料,定义了北极中央区海冰低密集度(LCCA)指数,研究了2009-2016年的6-9月北极中央区发生的海冰低密集度现象。分析表明,研究时段内在北极中央区发生了6次明显的海冰低密集度(LCCA峰值)过程。在这些过程中,局地气温异常并不是导致海冰低密集度现象发生最主要的因素;海冰低密集度区域的形态及冰速场分布均与大气环流场相对应;在LCCA指数峰值发生前均有气旋中心出现在北冰洋70°N以北并伴随向北移动,气旋引起海冰辐散,同时所携带的较低纬度的热量导致海冰迅速融化。在6次过程中,有3次为气旋影响配合北极偶极子(DA)型环流。LCCA指数与84°N平均向北温度平流和北极中央区海冰速度散度呈正相关。在LCCA指数峰值前,温度平流对海冰低密集度区域形成的影响大于海冰辐散的影响。

吉林省冬季气温异常的环流特征及其与北极涛动、北极海冰的关联

选取吉林省46个气象观测站1961-2014年冬季(12-2月)的平均气温资料、各层NCEP/NCAR月平均再分析资料、海冰密集度、北极涛动(AO)资料,采用标准化、合成分析、相关分析等方法分析了吉林省冬季气温的异常年的环流特征,及其与北极海冰、北极涛动的相关关系。结果表明:冬季气温与西伯利亚高压强度关系极其密切,而且温度越异常,这种关系越密切;当9-11月巴伦支海海冰和喀拉海海冰的密集度小时,相应冬季北极涛动为负位相,对流层中高层中纬度环流经向度大,乌拉尔山高压脊的异常发展,东亚槽偏强,近地面层西伯利亚高压偏强,东亚冬季风偏强,易造成气温偏低;反之气温易偏高。进而说明前期9-11月巴伦支海和喀拉海海冰密集度的大小对吉林省冬季冷暖有较好的指示意义。

中部型El Nio与北极海冰变化的联系

采用统计方法，分析了热带太平洋SSTA与北极海冰之间的联系。结果表明：北极海冰从上世纪80年代初由正距平转换为负距平，以-1．5％速率／10a快速消融。尽管冬季海冰也出现减少趋势，但最大海冰减少出现在夏秋季，9月为1年中海冰减少最快的月份。相关分析发现，北极海冰的快速减少与热带太平洋海温变化存在密切联系，赤道中西部SSTA与北极海冰的关系更明显。Nino4区域SSTA变化与北极海冰存在时滞3a左右的最佳相关，6～10月SSTA对北极海冰影响最显著。通过分析，初步认为Nino4区域SSTA主要通过影响北半球中纬度气压场和经向环流场，进而影响AO变化，最终对北极海冰产生影响。