研究揭示厄尔尼诺—南方涛动影响白令海海冰新路径

白令海冬季海冰作为区域气候系统的重要调节器，其年际变化主要受厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）调控。传统观点认为，ENSO通过影响阿留申低压的强度与位置，改变白令海区域的风场和热通量，最终影响海冰范围，且这一关系被认为相对稳定。近日，中国科学院南海海洋研究所科研团队，通过综合分析观测资料和数值模拟试验，发现该“遥控”机制在20世纪90年代中期发生明显转折，其中北太平洋经向模态（NPMM）的关键桥梁作用明显增强。

研究显示，在20世纪90年代中期之前，东太平洋型ENSO主导了与白令海海冰之间的正相关关系。随着中太平洋型ENSO事件频率增加，两者关系逆转为负相关，这一转变的核心机制在于，中太平洋型ENSO与NPMM之间的耦合明显增强。当两者协同作用时，会激发一支向极地传播的罗斯贝波列，如同架设了一座从热带经副热带延伸至白令海的“大气桥梁”。该波列在白令海区域引发异常偏南风，一方面阻碍北极浮冰向南输送，另一方面促进低纬度暖湿空气北上，两者共同导致海冰范围减少。

NPMM变率增强，及其与中太平洋型ENSO耦合的稳固化，是遥相关路径影响力放大的关键。20世纪90年代以来，在大西洋多年代际振荡、热带辐合带位移等多尺度气候动力学过程协同作用下，NPMM变率明显增大，成为更有效的“信号放大器”，将热带中太平洋海温异常信号更强劲地传递至副极地地区。量化分析表明，与NPMM单独作用相比，其与中太平洋型ENSO的耦合，使后者对白令海海冰变率的解释贡献提升了38.9%。

该研究对未来的气候预测具有重要意义。在全球变暖背景下，气候模型预测中太平洋型ENSO事件将更频繁发生，其与NPMM的关联或进一步加强。研究揭示的“副热带—副极地”遥相关路径对未来白令海、以及更广泛的太平洋—北极区域海冰变化的控制力将持续上升。因此，改进气候模式对ENSO多样性、NPMM动力学及其耦合效应的刻画，将成为准确预估北极海冰及其气候与环境效应的关键。

相关研究成果发表在《科学进展》（Science Advances）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。

论文链接

白令海冬季海冰密集度（SIC）年际变率及其与ENSO的21年滑动相关关系

NPMM调制下中太平洋型ENSO对白令海冬季海冰影响的机制转变示意图