想象一下，如果你所在的城市每年都在变“潮湿”，而且这种变化还和几千公里外的大西洋海水温度波动紧密相关——这不是科幻情节，而是正在北极上演的现实。过去几十年，北极地区正经历着前所未有的“湿化”（Arctic wetting）：降水增加、降雪转雨、冰层加速融化，这些变化不仅威胁北极熊的家园，还会通过改变淡水输入影响全球洋流，甚至干扰欧亚大陆的生态系统。然而，科学家一直困惑：除了人类活动导致的外部强迫（如CO2增加），还有什么“隐形推手”在暗中加速这一过程？为什么不同气候模式的预测结果差异巨大？
为了解开这些谜题，一项发表在《SCIENCE ADVANCES》的研究给出了关键答案：北大西洋的多年代际变率（Atlantic multidecadal variability, AMV）——这个影响北半球气候的“隐形开关”，正是调控北极海冰流失与湿化的核心内驱动力。研究团队通过分析1979–2024年的观测数据、再分析资料和单模型初始条件大集合（Single-model initial-condition large ensembles, SMILEs），结合未来情景模拟，首次量化了AMV相位变化对北极湿化的贡献，并揭示了其通过海洋热输送（Ocean Heat Transport, OHT）和大气环流双重路径的作用机制。这一发现不仅填补了北极湿化驱动机制的空白，更为近中期北极气候预测提供了关键的“校准器”。
研究采用了多项关键技术方法：1）利用ERA5、JRA55等再分析数据集和HadISST等观测资料，结合水分收支方程分解湿化驱动因子；2）基于8个CMIP6单模型初始条件大集合（SMILEs，含CESM2的50成员集合），分离外部强迫与内部变率的贡献；3）通过最大协方差分析（Maximum Covariance Analysis, MCA）识别北极湿化与全球海表温度（SST）变率的耦合模态；4）计算巴伦支海开口（Barents Sea Opening, BSO）的经向海洋热输送（OHTBSO），分析其与AMV的关联；5）基于SSP3-7.0等共享社会经济路径情景，模拟AMV相位变化对2025–2054年北极海冰和湿化的调控效应。
本地海冰流失导致历史北极湿化
研究首先通过水分收支分析发现，1979–2024年北极湿化的主因是海冰流失引发的局地蒸发增强（贡献率约0.02 mm/day每十年），尤其在巴伦支-喀拉海（Barents-Kara seas, BKS）区域最为显著。水平大气水汽输送无显著趋势，而海冰浓度（Sea Ice Concentration, SIC）下降趋势与蒸发、降水增强的空间分布高度一致。进一步利用SMILEs分离强迫信号发现，多数模式集合平均仅能解释观测到的69%（海冰流失）、75%（湿化）的变化，且BKS区域的偏差高达37%–42%，表明内部变率在近期北极海冰-湿化耦合中起关键作用。
AMV在北极海冰流失与湿化中的重要作用
通过CESM2的50成员集合进行最大协方差分析（MCA），第一模态（解释55%协方差）显示北极湿化与北大西洋正AMV相位、北太平洋增暖紧密耦合；第二模态则对应AMV正相位与太平洋年代际振荡（IPO）负相位的叠加。多模式验证表明，AMV趋势与北极湿化的相关系数超0.5，且AMV相位转变（负转正）可解释历史期31%的海冰流失加速和湿化增强。相比之下，IPO对北极湿化的影响较弱，可能与模式对热带-高纬遥相关路径的模拟偏差有关。
AMV相位变化驱动北极海冰流失与湿化的机制
选取CESM2中AMV趋势最大的5个成员（AMV+5，负转正相位）和最小的5个成员（AMV−5，正转负相位）进行对比，发现AMV+5的BSO海洋热输送（OHTBSO）显著增强，导致北极大西洋扇区0–300米层海水增暖，进而加速海冰流失。同时，AMV正相位引发大气环流异常：格陵兰以南海平面气压（SLP）减弱、欧亚北部至BKS区域500百帕位势高度（Z500）增强，伴随偏南风异常和BKS下沉运动，通过增加向下长波辐射（DLR）形成海冰-大气正反馈。统计显示，AMV趋势与BKS区域Z500趋势（r=0.49）、Z500与DLR趋势（r=0.93）、DLR与SIC趋势（r=−0.85）均呈显著相关。
基于AMV相位变化的近中期北极海冰流失与湿化预测
利用CESM2和MPI-ESM1-2-LR的SMILEs模拟未来情景发现，若AMV在2025–2054年从+1转为−1标准差异常（类似历史周期），在SSP3-7.0情景下，海冰流失速率将从−3.17%每十年减缓至−2.26%（降幅29%），湿化趋势从0.03 mm/day每十年降至0.02 mm/day每十年（降幅33%）。其他情景（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5）中，AMV相位变化可抑制26%–36%的外部强迫湿化信号，且影响集中在格陵兰-巴伦支-喀拉海域。
研究结论与讨论部分强调，除外部强迫外，AMV相位转变通过“海洋热输送增强-海冰流失-蒸发加剧-湿化加速”和“大气环流异常-向下长波辐射增加-海冰-大气反馈”的双重路径，解释了历史期31%的北极湿化加速，并贡献了近中期预测12%–20%的不确定性。这一发现突破了传统“海冰流失直接导致湿化”的认知，揭示了跨洋盆内部变率的远程调制作用。由于AMV具有可预测的年代际尺度特征，将其相位变化纳入北极气候预测，有望显著提升近中期海冰和湿化趋势的可信度，为北极沿岸国家的生态保护、航运规划和灾害应对提供科学支撑。正如研究者指出：“现有研究显示，当初始化AMV相关的海洋热输送后，北极海冰预测精度已得到提升，而本研究进一步证明，AMV是解锁北极湿化空间差异的关键钥匙。”
