与热带强迫相关的局部极端南极海冰退缩

为何突发性海冰损失至关重要

南极海冰曾被认为相对稳定，甚至有小幅扩张，但在过去十年里它骤降至历史低位。这些海冰不仅是冰冻的背景：它们帮助调节地球温度、塑造风暴路径，并影响南大洋吸收热量和碳的能力。本研究超越缓慢的长期趋势，提出一个尖锐的问题：最近的海冰退缩在多大程度上由强大天气系统触发的短时、强烈的冰损事件驱动——这些爆发性事件如何与遥远的热带区域相连？

短暂事件却影响巨大

研究人员分析了1979年至2022年的卫星和气象数据，重点关注每年9月上旬至次年2月下旬的暖季，这一时期南极海冰通常发生退缩。他们将“极端减少事件”定义为每个区域中该月海冰损失速度最快的10%天数的短时连续期。按定义，这些爆发大多仅持续约两天，并且只出现在暖季天数的10%内。然而，每次事件通常移除该区域季节性总损失的约5%，这些事件合计约占南极暖季退缩的41%。在这些极端期间损失更大的年份，与该年整体季节性海冰下降幅度更大的年份高度相关，这强调了短促但强烈的事件在每年海冰消失量中的核心作用。

上方融化胜过侧向推挤

为了解冰为何如此迅速消失，团队将海冰覆盖变化分为两类：运动和融化。运动包括风和洋流推动海冰移动；融化包含空气和海洋的热效应，以及诸如冰增厚与堆积等过程。在围绕南极的五个主要扇区中，模式清晰可见。在极端减少事件期间，损失以冰缘处的热力学融化为主，而非简单被吹走的机械运动。来自低纬度的温暖潮湿空气增强了向下的长波辐射（大气向地表返回的热量）和感热（较暖空气直接对表面的加热）。这些因素共同加剧了流入冰面的净表面热通量，迅速侵蚀冰层。风仍然重要，但主要通过将冰推向海岸、变薄外侧冰带，从而使其更易被融化。

风暴、阻塞系统与天空之河

这些海冰迅速流失的爆发与特定的天气格局密切相关。在罗斯—阿蒙森区、阿蒙森—贝林斯豪森区和威德尔海区，极端事件常与东侧强而持久的高压“阻塞”和西侧异常低压系统配对。这种高—低组合将温暖潮湿的空气沿称为大气河流的狭窄通道输送到极地——大气中长距离、集中的水汽通道。在这些事件期间，阻塞高压和大气河流比平常更频繁、更强烈，使海冰边缘被温暖潮湿空气包围，加速表面融化。相比之下，在印度洋扇区（哈康七世角及东南极），快速经过的强烈气旋起主导作用。这些风暴短时间内向冰缘吹送强劲暖风，引发持续时间更短但仍然强烈的退缩事件。

热带雷暴牵动极地冰层

研究还将这些极地极端事件追溯到它们的热带源头。在面向太平洋的扇区，许多事件起源于海洋群岛区域与中部热带太平洋上的深厚雷暴簇扰动上层大气。这些扰动发出的大尺度波动向南弧形传播，重塑了南大洋上空的高空风场。当这些波到达高纬度时，它们有助于建立阻塞高压和风暴路径，将热量与水汽引导至南极海冰带。而在印度洋扇区，环流则更像是内部生成的中纬度波动，表明当地天气变率在那里的作用大于直接的热带强迫。

对南极未来的含义

研究结果表明，令人惊讶的是极少数天数——每次仅持续几天的爆发——可占到季节性南极海冰损失的近一半。这些事件主要由快速的大气增温和增湿驱动，常与远方热带雷暴及其向极地发送的波动模式有关。随着南大洋次表层变暖和海冰覆盖变得更脆弱，系统可能对此类极端事件变得愈发敏感。对非专业读者而言，结论是：南极海冰并非仅在缓慢萎缩；它正被强烈的天气驱动“打击”所穿透，这些打击能迅速剥离大片冰层，对全球气候、洋流以及附近冰架的稳定性具有重要影响。

引用: Liang, K., Wang, J., Luo, H. et al. Regional extreme Antarctic sea-ice retreat linked to tropical forcing. Commun Earth Environ 7, 337 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03488-x

关键词: 南极海冰, 极端天气事件, 大气河流, 热带遥相关, 气候变率