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多年的热带温暖池变暖导致南极冰盖质量损失放缓

Nature2026年8月19日 00:00

主要未来全球海平面上升取决于南极冰盖(AIS)的稳定性,这是长期海平面预测中最大的未知因素。在过去的三十年中,南极冰盖在质量变化上表现出显著的区域差异。西南极经历了持续的质量损失,估计在1992年至2020年期间为每年82 ± 9亿吨,主要由海洋过程驱动,具体而言是海洋强迫的基线撤退及其导致的阿蒙森海区的动态冰流加速。相比之下,东南极冰盖(EAIS)的当前质量平衡,对降水驱动的变化更为敏感,因此降雪波动可以抵消甚至逆转质量损失。因此,东南极冰盖在同一时期几乎达到平衡(每年3 ± 15亿吨),尽管个别估计超出其不确定性后偏离零。在威尔克斯地和东南玛丽女王地等区域,这种大致平衡有例外,特别是在托滕冰川和丹曼冰川。在这些地区,与西南极类似,经改造的环极深水的增强侵入到大陆架,导致自20世纪末以来冰架基底融化和出流冰川流速加快。东南极周围的沿海降水主要受大规模大气环流变化调节,伴随有偶发、高强度的天气风暴和大气河流。因此,东南极的表面质量平衡在广泛的时间尺度上表现出可观的自然变异。在2021年至2023年间,东南极经历了大量的质量增加,导致过去二十年南极整体质量损失的减缓,尽管西南极的质量仍在继续流失。之前的研究将东南极质量增加事件与多个因素联系在一起,包括与聚集的大气河流侵入相关的降水增加、将南半球风暴轨迹推向极区的长期三次拉尼娜、气旋环流异常和减少的海冰范围。在全球变暖的背景下,副热带和中纬度喷射流表现出明显的南移,CMIP6模型实验对此提供了支持。相关的天气风暴轨迹和大气河流活动也趋向极区,特别是在临近南极的外热带。极移的风暴轨迹所依据的机制与全球范围内较暖的海面温度、对流层顶高度的上升趋势以及热带对流层加热的增强以及南半球副热带更强的上层风速有关。再加上随着克劳西乌斯—克拉珀龙关系限制的人为驱动的气氛水分增加和与各个风暴相关的降水增强,这些过程有利于南极降水的增加,并可以部分抵消主要由海洋过程驱动的冰盖质量损失。然而,尚不清楚这些主要由人类驱动的南半球风暴轨迹和高纬度降水反应的变化是否对2021–2023年的质量增加事件有贡献。南极周围的风暴轨迹和大气河流活动受到来自人类强迫和内部气候变异的强大调制,特别是与热带海面温度驱动的遥相关有关。孤立内部与外部强迫气候机制,塑造东南极冰盖异常质量变化,是理解当前和未来南极质量平衡变化的一个关键环节。与西南极不同,在那里气候变异显然与热带太平洋和大西洋海面温度驱动的遥相关相连,东南极气候的大规模环流驱动因素仍不清楚。东南极的降水与气候现象厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)和印度洋偶极子(IOD)统计相关,但支配东南极降水变异性潜在动力学仍不明了。为了解决这些问题,我们结合大量观察数据和模拟,了解驱动东南极降水异常的可能强迫机制和湿度路径,特别关注2021–2023年的质量增加事件。东南极降水促进质量增加,与之前的研究一致,重力恢复与气候实验(GRACE)观测表明,在2003年至2024年期间,南极冰盖质量损失率为每年140.5 ± 2.0亿吨。这个长期下降在2021–2023年间被明显的质量增加突然打断。

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