新的 3D 算法揭示南极洲的大降雪是由看不见的大气河流驱动的

一项新研究表明,大气河流可能造成了南极洲 90% 的年降水量。

来源:ZME科学

大气河流的作用就像“天空中的河流”,将强烈的温暖、浓重的湿气带从低纬度地区输送到高纬度地区。当大气河流遇到冷空气或山区时,其携带的水分会凝结并以大雨或雪的形式落下。在南极洲,大气河的到来可以帮助形成表面冰块。南极洲大部分地区非常干燥;大气河可以带来抵消部分冰损失所需的水分。

南极洲多样的地形和干燥的条件使得探测该大陆上的大气河流变得具有挑战性。此前的研究表明,大气河流贡献了南极洲年总降水量的 30%,但这些方法可能无法捕捉到大气河流活动的全貌。

Takahashi等人开发了一种新的3D大气河流检测算法,以更好地捕捉大气河流如何影响南极洲的复杂地形。以前的方法大多是二维的,这意味着它们不能准确地解释大气河流内的垂直变化。

为了评估该算法,研究人员将其应用于两个数据集:(1) 2003 年 2 月至 2004 年 1 月第 44 次日本南极考察队 (JARE44) 在富士圆顶期间测量的每日降雪总量;(2) ERA5(欧洲中期天气预报大气再分析中心)数据集,其中包含 1979 年至 2023 年南极洲每日天气模式和条件。

研究新算法的结果显示,JARE44 探险期间发生了 16 次重大降雪事件,而所有这些事件都未被旧的 2D 方法检测到。新的3D方法识别出17天的大气河流活动,对应10次大雪事件,约占总降水量的40%。 1979年至2023年间,大气河流出现的时间约为10%,但贡献了南极内陆总降水量的30%至60%。