摘要
被称为“亚洲水塔”和世界“第三极”的青藏高原，在全球变暖影响下经历了剧烈的气候变化，以冬季增温现象最为显著。已有研究探讨了导致青藏高原放大增温的多种可能原因，但相关机制仍存在争议。值得注意的是，冬季北极巴伦支-喀拉海地区海冰受全球变暖影响也在加速融化，且已有研究表明该地海冰融化对亚洲气候系统产生了不可忽视的影响。因此，本文利用再分析数据和大气环流模式探讨了冬季北极巴伦支-喀拉海海冰减少对青藏高原放大增温的影响，并以CMIP6模式对冬季巴伦支-喀拉海海冰的模拟能力作为约束条件，预估了青藏高原未来冬季气温变化。主要结论如下: (1) ERA5再分析资料对近几十年青藏高原冬季气温的再现能力优于其他几套再分析资料。尽管五套再分析资料(ERA5、JRA-55、ERA-Interim、MERRA2和NCEP2)均能刻画出观测中的青藏高原冬季增温和年际变率最强的特征，但依然存在偏差。本文利用DISO (distance between indices of simulation andobservation)方法评估了这些再分析资料与观测资料的偏差，发现对于青藏高原冬季气温而言，再分析数据质量由高到低依次为:ERA5，NCEP2，JRA-55，ERA-Interim，MERRA2。ERA5再分析资料中青藏高原冬季气温依然存在较弱的冷偏差，这可能与该资料中的高原积雪偏多有关系。 (2)美国冰雪中心和哈德莱中心海冰数据均表明冬季巴伦支-喀拉海地区海冰减少的最为剧烈。本文对比了两套数据给出的近几十年来北极海冰的空间变化特征，结果表明不同季节海冰融化最为剧烈的区域一致。冬季，北极海冰减少主要位于巴伦支-喀拉海区域，这里海冰的年际变率也最强;春季北极海冰减少大值区与冬季一致，海冰下降的幅度相对冬季较弱;夏秋季，海冰减少最多的区域位于巴伦支海-喀拉海-拉普捷夫海-东西伯利亚海-楚科奇海-波弗特海地区，这些区域也存在着较大的年际变率，且秋季海冰的下降幅度大于夏季。 (3)冬季巴伦支-喀拉海海冰减少加剧了青藏高原增温。基于对观测资料和AGCM试验的分析，提出并验证了冬季巴伦支-喀拉海减少会加剧青藏高原冬季增温，定量贡献比达到18％～32％。冬季欧亚大陆(27°-90°N，0°-180°E)气温异常的第二模态(warm Arctic，cold Eurasia，and warm TP,简称为AET模态)具有以北极和青藏高原为暖中心，欧亚大陆中高纬度地区为冷中心的三极型分布特征，而冬季巴伦支-喀拉海海冰减少引起的环流场变化与AET模态正位相对应的环流场相似，从而通过增加AET模态正相位发生的频率加剧高原冬季增温。 (4)控制温室气体排放对青藏高原地区的未来可持续发展十分重要。本文以CMIP6模式对冬季巴伦支-喀拉海海冰的模拟能力作为约束条件，预估了青藏高原未来冬季气温变化。结果表明，在低排放情景下，高原未来冬季增温幅度会得到有效的减缓;在中高排放情景下，其放大增温现象在未来会依然存在，且增温最剧烈的地区位于喜马拉雅山脉和人口相对稠密的东部地区。因此，未来有必要加强对这些地区气温的预警预报服务，以减少地质灾害造成的损失。
NETL