论文概要:在全球变暖的背景下,海冰融化会显著减少地球的反照率,使得更多太阳辐射被地球所吸收,因此过去一般认为海冰总量的减少总是能够对地球系统产生辐射加热的作用。然而,数值模拟实验表明,尽管长期气候变化背景下海冰的减少会给地球带来辐射加热作用,但过去四十年间海冰变化带来的地球系统能量收支变化与海冰总量变化的时间序列相关性并不高,可以找到海冰总量减少的同时给地球系统带来辐射冷却的时间段,这主要是因为观测到的海冰变化在空间上是不均匀的,特别是南北极海冰变化不一致,而海冰的水平空间分布变化会显著影响地球的能量收支。为了分析海冰空间分布的变化影响地球系统能量收支的机制,研究设计了一系列的理想海温/海冰扰动实验。首先,使用现代大气的气候态值作为边界条件进行数值模拟,并将这个实验作为对照组实验;将极地海域划分成多个区域,并分别进行海温/海冰扰动实验。在每组海温/海冰扰动实验中,分别增加和降低某一区域的海温/海冰,通过多组实验结果和一系列公式便可计算地球能量收支对局地海冰变化的线性响应函数。
全球大气层顶能量收支对区域海冰的线性响应函数(A-B),以及云反馈、普朗克反馈(热辐射反馈)、温度直减率反馈、地表反照率反馈和相对湿度反馈的贡献(C-L)
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文章信息:
上述研究成果发表于国际期刊《Science Advances》上。南京大学大气科学学院周晨教授为文章第一作者兼通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目和国家自然科学基金面上项目的资助,相关的数值模拟计算都在南京大学高性能计算中心的平台上进行。
论文信息:Zhou, C.*, Q. Wang, I. Tan, L. Zhang, M. D. Zelinka, M. Wang, J. Bloch-Johnson, 2025: Sea ice pattern effect on Earth's energy budget is characterized by hemispheric asymmetry, Science Advances, 11, eadr4248, DOI: 10.1126/sciadv.adr4248
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