极地放大变暖的对称与反对称分量

在通用环流模式（GCMs）中，由 CO$_2$ 强迫的地表变暖最初在北极而非南极呈极地放大——这是一个大体上半球反对称的信号。然而，我们在 CESM1 和十一个 LongRunMIP GCMs 中表明，在 4$\times$CO$_2$ 下，全球平均归一化的纬向平均变暖（$T^*_\mathrm{sym}$）的半球对称分量在从第一个十年到近平衡态期间变化微弱或变得中等程度更极地放大。相反，反对称变暖分量（$T^*_\mathrm{asym}$）在所有模式中随时间减弱，在包括 FAMOUS 在内的某些模式中为中等减弱，而在包括 CESM1 在内的其他模式中几乎消失。我们用一个扩散型湿能量平衡模式（MEBM）探究稳健的 $T^*_\mathrm{sym}$ 行为背后的机制，该模式给定从 CESM1 诊断出的辐射反馈参数（$\lambda$）和海洋热吸收（$\mathcal{O}$）场，能充分再现 CESM1 的 $T^*_\mathrm{sym}$ 和 $T^*_\mathrm{asym}$ 场。在进一步扰动 $\lambda$ 和 $\mathcal{O}$ 的 MEBM 模拟中，$T^*_\mathrm{sym}$ 仅对其对称分量敏感，且对 $\lambda$ 的对称分量更为敏感。一个拟合到 FAMOUS 和 CESM1 的三盒、双时间尺度模式揭示了 FAMOUS 中一个反常短的南极快响应时间尺度。在涵盖更宽强迫范围的额外 CESM1 模拟中，$T^*_\mathrm{sym}$ 在 2–16$\times$CO$_2$ 间变化不大，且类上新世模拟中的 $T^*_\mathrm{sym}$ 更呈极地放大但同样近似时间不变。确定这些行为的真实世界相关性——其意味着关于近平衡态极地放大的大量信息在数十年内即已显现——值得进一步研究。