近日，Science Advances在线发表了题为“Arctic Ocean Amplification in a warming climate in CMIP6 models”的论文，自然资源部第一海洋研究所舒启研究员为第一作者，乔方利研究员和德国极地与海洋研究所王强研究员为通讯作者。该研究首次从多模式气候预估结果发现全球变暖背景下“北冰洋放大”现象，并揭示了北冰洋放大现象的物理驱动机制，加深了对北极快速气候变化机理的认识，为应对气候变化提供了新的科学依据。
北极是全球气候变化的放大器。历史观测资料和气候模拟结果均显示，近几十年来北极表层气温升温速度是全球平均的2–4倍，被称为“北极放大”效应，这是北极气候变化最显著的特征之一，引起了世界各领域广泛关注。但由于北冰洋观测资料相对匮乏，在海洋中是否也存在放大效应并不清楚。
对此，自然资源部第一海洋研究所联合德国极地与海洋研究所和挪威卑尔根大学，利用三方的气候模式FIO-ESM、AWI-CM和NorESM，并结合其他16个CMIP6（第六次国际耦合模式比较计划）气候模式的模拟和预测结果，针对上述科学问题开展了深入研究。模式结果表明：（1）全球变暖背景下，与大气中存在北极放大效应相似，在21世纪，海洋中也将存在显著的北冰洋放大现象，即北冰洋的变暖速度明显高于全球海洋平均的变暖速度，其增温速度约是全球海洋平均增温速度的3倍，这一现象从1990年前后已经开始出现；（2）北冰洋放大现象的物理驱动机制为：大西洋水和太平洋水向北冰洋输送热量的增加超过了北冰洋向大气释放热量的增加，导致了北冰洋海水中的热量不断累积，从而出现了北冰洋升温速度明显高于全球海洋增温速度的现象。
该研究首次从海洋角度提出了北冰洋放大现象，阐明了北冰洋快速气候变化中能量收支的关键过程，揭示了气候变暖背景下北冰洋快速增温的物理机制，北冰洋放大对未来北极海-冰-气相互作用、北冰洋海平面上升和北极放大效应均有重要影响。北冰洋放大现象和北极放大效应从海洋和大气两个角度均表明，北极是全球气候变化的重灾区，节能减排对减缓北极快速气候变化以及北极生态保护至关重要。
基于气候模式模拟和预测的北冰洋放大现象
左图：海水升温（本世纪末最后20年海水平均温度减去上世纪末最后20年海水平均温度）随纬度的分布；右图：北冰洋和全球海洋海水升温的时间序列