海冰气候开关：2006年厄尔尼诺和南极半岛海冰极小值的对应性

          杨学祥，杨冬红

图1.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

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1）。

  据国家气候中心2006年10月海冰监测，南极海冰较常年同期以偏多为主。除别林斯高晋海附近海冰密集度较常年同期偏低20%～60%外，南大西洋西部、南印度洋西部和南太平洋西部沿60oS的海区海冰密集度较常年同期偏高20%～60%(见图2)。由于澳大利亚海冰开关II的海冰增加，阻塞了西风漂流的通道，加强了西澳大利亚寒流，使东印度洋海水变冷。由于增加的海冰迫使西风漂流北移，澳大利亚东南部的塔斯马尼亚岛因此而遭遇这场严寒。这是澳大利亚在10月和11月遭受寒流袭击的原因，也是环南极三个“海冰开关”控制全球气候突变的证据。强潮汐激发的冷空气活动传递了冷水的能量。别林斯高晋海附近海冰密集度较常年同期偏低20%～60%。这表明，德雷克海峡海冰开关被打开，秘鲁寒流减弱，厄尔尼诺事件发生，环南极大陆环流增强，南太平洋环流减慢。由此导致东澳大利亚暖流减弱，为南极冷空气向北袭击澳大利亚东南部的塔斯马尼亚岛创造了条件（见图1）。

图2 南半球海冰密集度(左)及距平(右) (单位：%)  2006.10和2006.11 黄色代表海冰异常异常减少

Fig.2 Monthly Sea Ice Concentrations (left)  and Anomalies (right) in the Southern Hemisphere (unit:%)  

solid line----positive value    dashed line---- negative value   isoclines interval----20%

   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。

   关注2014 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。