南极半岛海冰对2018年厄尔尼诺和2019年拉尼娜的影响

                           杨学祥，杨冬红（吉林大学）

    从图1中可以看到，南极半岛海冰面积在2019年9月16日比在2018年9月17日明显增大，海冰的堵塞作用使穿越徳雷克海峡通道的海水减少，更多的冷水沿着南美洲北上，增强秘鲁寒流，导致东太平洋海水变冷，有利于拉尼娜的发生。

图1 2018年9月17日和2019年9月16日南极半岛海冰面积对比

在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是：南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海水减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制，称之为南极环大陆海冰的气候开关效应（图2）。

         图2.全球气候的三个海冰启动开关示意图

               Fig.1 Sketch map of threesea-ices switches for global climate

     当南极洲的温度变冷时，存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态，阻塞环南极大陆的海流，加快南太平洋环流，并从向极方向连接南极洲热输送，从而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存很少海冰的德雷克通道处于开放状态，打通环南极大陆海流，减慢南太平洋环流，并从向极方向隔离南极洲热输送，因而使南极洲变冷。如图1所示，非洲海冰开关I，澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流，并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送，因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生，与南太平洋环流速度减慢与增加相对应[3-5,7]。

     南极半岛海冰异常减少：南极半岛的海冰控制了的雷克海峡的海洋通道，当海冰增多时，通道堵塞导致一部分冷水北上，加强了秘鲁寒流，使东太平洋海水变冷，有利于拉尼娜形成；当海冰减少时，拓宽的通道增大流量，减弱了秘鲁寒流，使东太平洋海水变暖，有利于厄尔尼诺的形成。

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关注2019 年9月南极半岛海冰变化趋势。

文献资料：

杨冬红，杨学祥。澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关。地球物理学进展。2007，22（5）：1680-1685。