科技日报记者 宋迎迎
通过重力卫星给南极冰盖“称重”，科学家发现一个看似矛盾的现象：南极冰盖在长期损失冰量的背景下，2021—2023年突然短暂“增重”。北京时间8月19日，一项由中国科学院海洋研究所联合美国加州大学圣巴巴拉分校等机构完成的研究在《自然》在线发表，揭示了这次异常“增重”的机制：热带暖池持续增暖激发向南极传播的罗斯贝波列，在东南极形成南北向偶极环流，重组水汽输送并增强区域降雪，从而暂时减缓了南极冰盖质量损失。
过去二十年，南极冰盖总体以每年约1405亿吨的速率损失冰量。然而，GRACE重力卫星记录显示，2021—2023年南极冰盖质量增加约6950亿吨，这是有卫星观测记录以来最大的一次短期质量增幅事件。
这次反常“增重”从何而来？研究团队综合利用重力卫星观测、冰芯积雪记录和大气环流模式模拟，分析了事件的大气环流成因与水汽来源。结果显示，2021—2023年，位于热带西太平洋和东印度洋交汇区域的热带暖池持续增暖，激发了向南半球高纬度传播的罗斯贝波列。这种行星尺度的大气波动，在澳大利亚以南和东南极沿岸分别形成低压环流异常和高压环流异常，两者组成南北向“偶极环流”，重塑了风向和水汽运输路线，增强了从印度洋中纬度地区向东南极的大气河活动。
“大气河是大气中狭长而强劲的水汽输送带，如同天空中的‘输水管道’，常带来大量降水。”中国科学院海洋研究所副研究员王云鹤介绍，水汽追踪模拟显示，在偶极环流驱动下，来自中纬度印度洋的水汽被更多地输送到东南极，大气河活动显著增强。这些“输水管道”朝向东南极玛丽皇后地—威尔克斯地区，造成持续强降雪，导致冰盖质量增加。
为了确认因果链，研究团队进行了大气环流模式试验。结果表明，大气环流模式试验证实，热带暖池增暖是这一环流和降雪响应的直接驱动。相比之下，人类活动对气候系统产生的直接影响在该区域引起的降雪增加，仅为实际观测降雪异常的9%左右，这说明，全球变暖引起的大气增湿并非此次事件的主要原因。
观测和模拟还表明，类似的热带暖池持续增暖事件大约每十年发生一次。热带暖池就像一个远程“调节器”，在多年尺度上影响东南极的降雪和冰量变化。
但研究团队也强调，这次短暂“增重”并不能扭转南极冰盖质量损失的长期趋势。西南极冰盖仍在持续失去冰量，东南极部分出口冰川也正受到海洋暖水导致的冰架底部融化和冰流加速的威胁。
这项研究不仅揭示了热带暖池持续增暖驱动南极冰盖质量回升的机制，还表明东南极南北向偶极环流在连接热带与冰盖质量变化过程中发挥关键作用，揭示了一条此前认识不足的“热带暖池-东南极冰盖”遥相关路径，为理解南极冰盖质量变化及未来东南极气候研究提供了新的理论参考。
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