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北极放大效应季节性差异的成因

北极放大效应,辐射反馈,海冰融化

本文通过人为减少数值气候耦合模式中的海冰对短波辐射的反照率，向极地海洋引入多余的热量。结果在没有二氧化碳加倍的情况下制造出了地球系统变暖的场景。通过海表温度变化分析，地球表面的辐射通量分析，极地局地的辐射反馈分析，研究了北极增暖放大效应产生季节性差异的原因，并且确定了一些对北极增暖放大效应产生有重要贡献的环境因素。

本文的主要结论是：

1． 北极增暖导致海冰融化，高纬度海水盐度下降，使得深层水形成受阻，北大西洋经向反转流减弱，经向热量输送减少，导致中低纬度气候变暖。

2． 由于全球表面增温没有明显的季节性变化，因此北极增暖放大效应的季节性差异主要是由于北极表面增暖的季节性变化产生的。

3． 由于外区域引导的增温作用（如经向热量输送）不明显，北极表面增暖主要是由于北极地区局地的强迫反馈机制导致的。

4． 海冰反照率的正反馈机制通过吸收热量，表面温度增加，海冰融化实现，这也是辐射通量变化中最重要的反馈过程。

5． 海洋次表层的热量储存通过储能和释放延迟了海冰反照率的正反馈作用。当海洋次表层热量储能达到最大时（夏季），北极表面增暖达到最小值；当海洋次表层热量释放达到最大时（秋季），北极表面增暖达到最大值。

6． 二氧化碳加倍会提高全球表面增温，从而降低北极增暖放大效应。这个作用机制在春、夏和秋季作用比较明显。在冬季，由于二氧化碳对北极增暖作用太强，导致北极增暖放大效应不随全球表面增暖而减小。