李志军，王智群，王庆凯，解飞，卢鹏*

(1.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024)

1 引言

随着全球变暖的加剧，北极夏季海冰正呈现出面积萎缩和厚度逐渐变薄[1]、多年冰比例减小[2]、海冰漂移能力增强[3]等特征。海冰的演变归结于大气、海冰、海洋三者之间的能量和物质交换平衡。反过来，北极海冰的变化又能引发它对气候和天气的效应。最终北极海冰产生类似南极海冰的作用，影响北极乃至北半球的生态系统[4]、物质平衡[5]与资源开发[6]等。

掌握北极海冰变化的各种物理关键过程和描述这些过程的数学方法是必要的。但是受恶劣环境条件的限制，海冰现场观测数据从覆盖时间上、面积上、内容上均显得偏少。目前解决大气-海冰-海洋的复杂相互作用只能依靠数值模式来实现大面积的宏观表象，之后再逐渐增加对物理、化学、生物等细节过程的理解，再逐步引入到模型，不断地完善。在过去的二十几年，国内外学者将海冰模式从简单向复杂，从单因子向多因子发展。但包括各种观测手段和过程并能用数学描述的精细模型仍在发展之中[7]。特别是因资源利用的需求[6]，需要适合地球科学的模型向生产应用的微观尺度模型发展。可是北极海冰的快速变化，又引起海冰内部物理性质的变化[8]，从而加大了海冰模式物理参数化方案的不确定性。

海冰内部物理性质的变化，归属于海冰融化和减少过程中的内部表现。在自然界海冰厚度的减薄必然伴随着冰层在外部和内部作用力下的破碎。……