陆洋 王晓春

(南京信息工程大学海洋科学学院, 南京 210044)

提要 融池是影响北极海冰变化的重要因子。但在目前广泛使用的海冰模式CICE6.0中, 融池模拟与观测存在较大差异。CICE6.0中的CESM融池参数化方案可以计算融池覆盖率与深度, 但其中的部分重要参数存在一定的经验性, 影响了融池模拟。本研究为CICE6.0海冰模式的CESM融池参数化方案开发了伴随模式, 利用CICE6.0海冰模式、融池伴随模式和L-BFGS极小化算法, 使用一年冰及多年冰区域的MODIS卫星融池覆盖率观测数据, 对CESM参数化方案中的融池纵横比参数进行了分时段分区的参数估计。结果表明: 使用伴随模式可以有效地对融池参数进行估计; 得到的融池参数随时空变化, 符合融池过程时空变化强烈的特征; 估计的参数值用于模拟, 减小了融池覆盖率的模拟误差, 与MODIS观测更为一致。

0 引言

北极夏季, 海冰和冰上积雪开始融化形成融水, 融水在自身重力作用下沿着冰表面流动, 汇聚于冰表面低洼处形成大小融池。由于较高的反照率, 海冰可以反射大部分的入射短波辐射。海冰融化将会使得更多的热量被极区吸收, 从而促使更多的海冰融化, 称为“海冰-反照率”正反馈[1]。融池的反照率低于海冰, 融池的形成将降低海冰反照率, 增强正反馈, 起到加速海冰融化的作用。因此, 融池在极区气候系统中起到重要作用, 使得其成为近年来气候科学家关注的热点。随着北极海冰融化加剧[2], 一年冰比重显著增加[3-4], 而一年冰平整的表面有利融池形成后在水平方向扩展。……