科學家揭示環南極洲的「冷」海溫對大氣環流的影響

環南極洲的南半球熱帶外海域，年平均海表溫度約在0°C到15°C。相對年平均溫度在16°C到29°C 的熱帶「暖」海洋而言，這裡是一片較「冷」的海域。熱帶海洋在氣候態「暖」海溫基礎上產生的海溫異常，通過激發對流等形式對大氣環流產生顯著影響。那麼，南半球熱帶外「冷」海域的海溫異常，會對大氣環流產生怎樣的影響呢？

中國科學院大氣物理研究所副研究員鄭菲及其合作者，通過對海表溫度資料的統計分析，揭示了南半球熱帶外海溫變率的時空變化特徵。南半球熱帶外海溫的主模態空間型呈現中、高緯度反向變化的偶極子結構。也就是說，當中緯度（40°S）海溫偏低時，高緯度（60°S）海溫偏高。這一偶極子的海溫型態稱為南大洋偶極子。

利用海溫異常強迫的大氣環流模式（AGCM）數值模擬，是認識海溫對大氣環流影響的重要手段。他們進一步分析了28個AGCM模擬輸出的結果，發現南大洋偶極子對南半球熱帶外大氣環流存在顯著影響，並且這一影響呈現季節差異。夏季（12-2月）南大洋偶極子的異常使得極鋒急流和副熱帶急流位置上出現南北移動，而冬季（6-8月），兩支急流的響應主要表現為強度變化。鄭菲認為：「在夏季（12-2月），南半球副熱帶急流和極鋒急流融合為一支，而在冬季（6-8月）分裂為兩支。南大洋偶極子對大氣環流影響的季節差異，與急流在冬、夏季節的這種配置不同有關。」

鄭菲認為，上述結果為了解其南半球熱帶外海溫變率對大氣環流的反饋作用提供了新的證據。

圖：南大洋偶極子海溫型影響大氣環流的示意圖，（a），（b）兩圖分別為12-2月和6-8月。黑色實線為氣候態經圈環流，藍色虛線為異常。『SJ』和『PJ』分別表示副熱帶急流和極鋒急流。

來源：中國科學院大氣物理研究所

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