外强迫下的南极放大效应：基于大样本集合模拟的量化分析

近年来南极气候变化显著，但针对南极放大效应的系统量化研究仍较为不足。基于ACCESS-ESM1.5、CESM2、FGOALS-g3、GFDL-SPEAR-MED、MIROC6和MPI-ESM1-2-LR六套大样本集合模拟试验，共计超过300个集合成员，本文系统分析了1959–2014年外强迫对南极放大效应的贡献。结果表明，多成员集合平均（MME）能够较好地再现南极地表气温变化，但模拟的南极增暖幅度弱于ERA5，模式间差异与IPO密切相关。六套模式中，外强迫对南极年平均气温变暖趋势的贡献为72%（GFDL-SPEAR-MED）–86%（FGOALS-g3）。进一步剔除南极模（AM）、IPO和ENSO等主要内部变率模态的影响后，外强迫驱动的年尺度南极放大指数为1.48（MIROC6）–1.69（CESM2）。机制分析表明，IPO和ENSO主要通过调控500 hPa位势高度场促使暖湿平流极向输送，导致比湿增加和地表向下长波辐射增强，从而影响南极气温变化。其中，IPO对东南极地表向下长波辐射的影响更为明显，ENSO的作用则主要集中在西南极。地表能量收支分析表明，相较于湿度平流，热力过程在调节南极气温变化中作用更为关键。外强迫驱动的南极放大效应存在季节差异，以冬季最强。自2000年以来，IPO减缓了南半球增温，而AM增强了南极变暖，二者共同加强了南极放大效应。总体而言，1959–2014年外强迫驱动的南极放大效应持续稳定存在，其年尺度放大指数约为1.50。