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  • 时间 2026-08-15
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> 中国气象科学研究院研究揭示南极半岛表面融化显著增强及热力学的关键作用
强烈的雪冰表面融化及随后的融池形成,是触发南极半岛(Antarctic Peninsula,AP)冰架崩解的关键因素之一。自20世纪90年代初以来,南极半岛表面融化呈长期下降趋势,但近年来,极端融化事件却频繁发生,是全球关注的热点问题。

在此背景下,中国气象科学研究院冰冻圈与极地气象研究团队与荷兰乌特勒支大学、山东师范大学、比利时列日大学相关团队开展合作。研究使用高精度的区域气候模式(RACMO 2.3p2和MAR v3.12)再现了1979年以来南极半岛表面融化和极端融化的长期变化。研究发现南极半岛表面融化量自2009年以来已转为显著增加,并证实近期表面融化的增强由热力学所决定。


表面融化量的近期增强


研究发现,南极半岛表面融化量平均每年产生73 Gt,融化量自20世纪90年代初呈下降趋势,然而这一下降趋势自2009年以来已发生逆转,并以2.6 Gt yr-2(3% yr-1)的速率显著增加,显著趋势信号主要表现在南极半岛冰盖接地线附近和西部冰架。

1979–2022年南极半岛11月-次年2月(NDJF)表面融化量变化,来源:作者文章(图1)


热力学过程的决定性贡献


研究利用自组织映射图将南极半岛上空的大气环流场分为六类模态,并通过趋势分解方法剥离出表面融化变化的热力学、大气环流动力学和相互作用项贡献。


研究结果表明,热力学过程贡献了研究期内大部分表面融化显著趋势的50%,且在五类环流型中均表现出2009年以来的显著增加趋势,如SOM 2(0.43 Gt yr-1,p < 0.05)。各环流型的表面能量收支状况进一步揭示,热力学过程通过增加南极半岛上空向下长波辐射和湍流通量,主导了2009年以来表面融化量显著增强(贡献率80%)。

热力学、动力学和相互作用项对表面融化趋势的贡献,来源:作者文章(图3)


此外,研究还发现,南极半岛极端表面融化量自2013年以来显著增加(2.7 Gt yr-2,p<0.05),热力学过程对趋势的贡献率为86%。研究结果还强调,被动微波揭示的南极半岛表面融化天数变化同样呈现了近期的显著增加状况,但表面融化范围则对此有所低估,凸显了对表面融化量直接估计的重要意义。


研究深化了对南极表面融化长期变化及极端表面融化事件的理解,有助于人们更好地了解全球变暖下的极地气候,并引起人们对南极半岛地区的关注。研究结果强调,深入研究各具体的热力学过程,对于理解南极半岛的表面融化和雪冰物质损失至关重要。


复旦大学与中国气象科学研究院联合培养博士研究生张庆林为论文第一作者,中国气象科学研究院研究员丁明虎担任本文通讯作者。合作者包括山东师范大学教授怀保娟,中国气象科学研究院副研究员王赛,中国科学院院士秦大河,荷兰乌特勒支大学教授Michiel R. Van den Broeke,比利时列日大学教授Xavier Fettweis、研究员Brice Noël和研究员Christoph Kittel。该研究得到国家自然科学基金青年项目(A类)、中国气象局气候变化专题项目以及中国气象科学研究院科技发展基金等的联合资助。


文章信息:

Qinglin Zhang, Baojuan Huai, Sai Wang, Brice Noël, Michiel R. van den Broeke, Xavier Fettweis, Christoph Kittel, Dahe Qin, Minghu Ding*, The recent enhancement of the surface melt over the Antarctic Peninsula dictated by thermodynamics, Nature Communications, 2026. Doi: 10.1038/s41467-026-76310-z.




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