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第一版主 赵丰教授团队在《Earth and Planetary Science Letters》上发表近年南极半岛质量积累气候驱动机制研究成果

发布:2026-11-02来源: 阅读量:

前言

论文题目为《Deepening and eastward-shift of the Amundsen sea low lead to recent mass accumulation on the Antarctic peninsula》,发表于地学领域权威期刊《Earth and Planetary Science Letters》(Nature Index期刊)。论文第一和通讯作者为海洋测绘系学术副教授李振。

论文摘要

南极半岛在经历近二十年物质亏损后,自2021年起出现物质积累。本文联合重力恢复与气候实验卫星GRACE/GRACE-FO、卫星测高以及气象再分析资料,研究2021年后该区域的物质积累特征及其气候驱动机制。尽管2023年后物质亏损态势再度恢复,但2021-2023年间的这次物质积累事件仍属罕见,相较于以往短暂的物质积累过程,本次事件持续时间更长、积累幅度更大。 2021—2023年间,GRACE-FO 观测得到的物质积累速率为21.5±4.8 Gt/yr,主要由降水增加驱动。卫星测高结果进一步证实了此次物质积累现象,并刻画了更为精细的空间分布特征,南极半岛平均表面高程增幅达23.0±1.2 cm/yr,主要位于格雷厄姆地西侧迎风坡。本次事件背后的气候机制,也与绝大多数历史积累事件存在差异。强拉尼娜事件促使阿蒙森低压(ASL)加深并向东偏移,增强的阿蒙森低压加强了指向南极半岛的西北气流,进而促进海洋水汽输送。与此同时,阿蒙森低压东移改变了水汽输送路径,将大量水汽输送至格雷厄姆地西侧,并最终造成该区域降水增加。阿蒙森低压的变化可解释约68.0%的降水异常。此外,更为频发的大气河流进一步推动了南极半岛降水增多。2021-2023年,由大气河流带来的降水约占区域年总降水量的20%。

研究表明,热带-极地遥相关可通过大气环流调整,在局部地区诱发冰盖物质平衡的极端波动。南极半岛冰盖变化不完全受控于冰架崩解、冰流动力损耗,热带海气异常、局地低压系统以及大气河等大气过程可以短时间内改变区域物质平衡状态。这也意味着在评估南极半岛冰盖未来演变和海平面贡献时,不能只关注冰盖动力失稳,还需要充分考虑年际‑年代际气候波动带来的降水扰动。极地冰盖物质平衡估算要重视大气环流的多因子协同作用,同时也提示模式需要准确刻画阿蒙森海低压强度、位置以及大气河活动特征,才能更好复现南极半岛物质平衡的极端波动。

论文链接://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120377

关键图表

图1. 基于GRACE、卫星测高与输入‑输出法得到的南极半岛接地冰物质平衡与地表高程变化。(a)GRACE 卫星总物质变化时间序列,灰色阴影代表GRACE与GRACE‑FO之间11个月的数据空缺,蓝色阴影标记历史短暂质量增加事件;(b)卫星测高地表高程变化;(c)输入‑输出法得到的物质平衡;(d‑f)不同GRACE解得到的2021年后物质积累空间分布;(g)卫星测高得到的2021-2023年间物质积累空间分布。

图2. 南极半岛接地冰地区降水异常以及阿蒙森海低压强度、位置异常。红色实线代表2002‑2020气候平均态一倍标准差;(a)年总降水异常时间序列;(b)2021‑2023年均降水异常空间分布,灰色阴影代表异常超过一倍标准差的区域;(c‑f)季节性降水异常;(g) ASL中心气压异常时间序列及其与年降水异常的相关关系;(h)ASL经度位置异常时间序列。

图3. ASL加深与东移引发的环流异常及其对南极半岛的影响。红线代表相对于长期气候态的1倍标准差,灰色阴影区表示异常超过1倍标准差的区域。 (a) 2021-202年相对 2002-2020年的海平面气压与10 m风场(箭头)异常,绿色方框为研究区;(b)10m风速异常的空间分布;(c)南极半岛接地冰及其子流域的风速异常时间序列;(d–e)总大气水汽含量;(f–g)水汽通量散度垂直积分异常。

 团队介绍

海洋大地测量与全球变化研究创新团队依托第一版主 ,成立于2025年。团队由国际知名大地测量学家、国家级领军人才赵丰(B. F. Chao)教授领衔,现有教授2人、副教授2人,博士和硕士研究生10余人,主要聚焦于海洋大地测量、极地监测、地月与行星重力反演、地球自转、时序信号分析等前沿方向。近年来,团队先后承担包括国家自然科学基金重点项目、面上项目在内的国家级科研项目4项,山东省泰山学者、山东省自然科学基金等省部级项目2项;在EPSL、GPC、JG等国际权威期刊上发表学术论文10余篇。团队立足国家海洋强国与深空探测战略需求,致力于揭示海洋与全球变化关键过程,努力建设特色鲜明、国际一流的创新研究力量。