基于海冰密集度的消退起始时间判别方法改进研究与应用
2021-08-21杨毅聂红涛董春明魏皓
海洋学报 2021年7期
关键词:海冰
杨毅,聂红涛*,董春明,魏皓
(1.天津大学 海洋科学与技术学院,天津 300072)
1 引言
21 世纪以来,北冰洋海冰覆盖范围呈现快速下降的趋势[1],存在着显著的时空差异。同时,海冰年平均厚度也在变薄[2],更多的多年冰被脆弱的一年冰取代[3],这对北极的气候产生了深远影响[4-5],也使得更多经济活动得以在北冰洋区域开展,对世界地缘战略格局产生重大影响[6]。增进北冰洋海冰变化规律的研究对于认识北冰洋环境的快速变化、服务极地海域经济建设尤为关键。
在北冰洋海冰变化规律的研究中,海冰融化消退的早晚是一个重要的问题。因为融化起始、融池形成、海冰消退的过程与大范围环境的短波反照率发生的变化相对应[1]。海冰的反照率远大于海水,海冰面积的减小引起反照率的降低[7],将大幅增加短波吸收,以正反馈的形式加速冰雪的融化[8]。更早的融化和消退使得开阔水域更早形成[9-10],影响着大气-海洋-海冰系统能量平衡的变化。所以,准确判别北冰洋海冰融化、消退的起始时间对于北冰洋海冰的研究至关重要。目前已经开发了几种基于被动微波亮温的融化起始时间判别方法[1,11-13],以冰水相变时反照率的变化判别融化起始。不同方法的结果存在一定差异[14],但都发现北冰洋各边缘海融化起始时间存在提前的趋势。另外,也有研究将海冰密集度(Sea Ice Concentration,SIC)降到某一阈值以下的时间判别为该海域的融化起始时间[15-16]。值得注意的是,海冰密集度的变化是热力融化和动力输运等过程的共同结果,对应的应是海冰的消退起始时间而非融化起始时间。……
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