第七届青年地学论坛

本文利用地球气候系统模式（CESM）中的大气模块4.0版本（CAM4），探讨了北半球冬季不同月份平均大气环流及中高纬典型大气模态对秋季巴伦支海海冰偏少及冬季不同幅度海冰减少的响应情况。在此基础上，通过对不同海冰密集度强迫下产生的冬季欧亚大陆冷事件和北极浅层、深层暖事件的分析，揭露了初冬欧亚冷事件对巴伦支海海冰“变化”（季节性偏少且具有真实的逐日变率）的响应及其与北极深层暖事件的关系。主要结论如下：
1）冬季巴伦支海海冰减少，会使同期局地向上的湍流热通量异常增加，促进局地升温变湿，这种局地响应随海冰偏少振幅的增大而增强。此外，局地响应通过大气环流作用扩散开后，会对欧亚大陆近地面温度产生影响，但欧亚大陆温度对不同振幅海冰减少的响应并不呈现线性特征。秋季巴伦支海海冰减少所引发的欧亚大陆平均大气响应比冬季海冰减少时更强、范围更广。
2）冬季不同月份西伯利亚高压强度、位置以及北大西洋涛动对同期巴伦支海海冰减少的响应不完全一致。初冬，西伯利亚高压易偏强偏东，晚冬则正好相反。与冬季海冰减少相比，秋季海冰异常减少条件下，初冬（晚冬）北大西洋涛动出现负位相的概率较小（增加），但极端负位相的概率较大（较小）。
3）巴伦支海海冰减少可能与欧亚暖冬相伴随出现，但同时初冬欧亚出现极端冷异常的概率仍可能增加。仅秋季海冰变化或秋冬季海冰都发生变化的条件下，巴伦支海局地温度正异常及欧亚大陆冷事件强度都不如仅发生冬季海冰变化时显著。可能原因是，冬季巴伦支海海冰减少，增强了海洋向大气的向上湍流热通量，由于海冰密集度含有的逐日变率是海-气相互作用的结果，可能会起到将大气响应“锁定”在受扰动区域的作用，从而使大气偶极子阻塞模态更加稳定少动，初冬欧亚大陆冷事件增强；而前期秋季巴伦支海海冰的减少促使低层大气增暖增湿，这将抑制初冬湍流热通量的向上输送，不利于阻塞的稳定维持，最终导致欧亚大陆冷事件的强度减弱、持续时间缩短。
4）在天气时间尺度上的“暖北极-冷欧亚”的温度分布与大气偶极子阻塞密切相关。欧亚大陆冷异常与北极东部地区的深层暖异常密切相关，是大气内部变率的结果。仅由海冰减少引起的局地浅层暖异常并不是欧亚大陆冷事件产生的直接原因。
以上工作加深了我们对巴伦支海海冰减少与欧亚大陆大气环流之间关系的认识，对提高欧亚冷事件的预测能力具有重要意义。
 

关键词：巴伦支海，海冰变化，欧亚大陆，大气环流，冷事件