南极海冰是极地海-冰-气系统的重要成员之一，其异常对全球气候系统有显著影响。由于卫星观测资料的长度限制，针对南极海冰年代际变化的相关研究开展较晚，人们对其变化特征的认识尚未统一，这也是当今气候模式对南极海冰模拟偏差较大的重要原因之一。二十一世纪初以来，南极海冰范围频繁打破历史最低或最高记录，引起了学者的广泛关注。然而，目前对这一变化的时空特征及其相应物理机制的认识极其有限，对于南极海冰变率是否显著增长这一科学问题现有研究工作仍无法解答。
近日，我系郭媛媛青年副研究员（第一作者和通讯作者）和温之平教授团队在《Geophysical Research Letters》期刊上发表论文，揭示了1990s末期后南极夏季海冰范围的年际变率显著增大这一观测事实，为理解近年来南极海冰极端事件频发提供了新的研究视角和重要思路。研究结果表明，南极夏季海冰范围的年际标准差呈现出显著的年代际增强，其中威德尔海扇区海冰变率的年代际变化起主导贡献（图1）。通过海冰密集度诊断分析发现，表面风驱动的海冰漂移等动力过程并不能引起该关键区海冰变率的异常增大，与表面热通量平衡等过程紧密相关的热力过程才是主控因素。进一步研究证实，前秋南半球环状模（SAM）纬向对称性、季节持续性等特征的年代际调整导致了夏季威德尔海地区海表热通量的不同响应，继而通过热力效应造成该区域海冰范围年际变率的显著增强。这一结果增进了我们对南极海冰极端事件频发的认识，对改善气候模式对南极海冰的模拟能力具有重要科学意义。
图1 南极威德尔海扇区夏季海冰范围年际变率的显著增强
（a）1979-1998年和1999-2021年南极海冰密集度标准差的年代际差异，（b）基于不同海冰资料下的威德尔海地区海冰范围标准化序列，（c）威德尔海地区海冰范围的15年窗口滑动标准差，（d）威德尔海地区海冰范围的滑动F检验
论文信息：
Guo, Y.*, Chen, X., Huang, S., & Wen, Z. (2023). Amplified interannual variation of the summer sea ice in the Weddell Sea, Antarctic after the late 1990s. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL104924. https://doi.org/10.1029/2023GL104924
