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基于浮标观测的海冰物质平衡研究

15、冰冻圈科学 > 专题6：海-冰-气相互作用的物理过程和机制

由于观测数据较少，北极海冰物质平衡的季节演变及其驱动力很大程度上尚属未知。冰浮标是研究海洋热通量、热传导通量，以及海冰物质平衡的重要手段之一，本研究利用美国冷区研究和工程实验室（CRREL）的冰浮标IMB和我国北极考察中布放的冰浮标SIMBA，对2008/2009、2010/2011、2012/2013和2013/2014年度的热通量、海冰物质平衡的季节和年际变化及其影响因素进行了深入分析。
海冰物质平衡浮标的观测显示，海冰生长的低频变化是由于海洋热通量和热传导通量的共同作用，而其高频变化则很大程度上受海洋热通量的影响。海冰物质平衡过程的主要影响因素包括：起始海冰厚度和积雪情况、气温、海冰生长时的地理位置。这些因素决定了海冰的热惯性、表面热平衡、热传导通量和海洋热通量。在海冰生长率方面，由于不同厚度海冰热惯性的不同，北极变暖放大对薄冰的影响要大于厚冰。在海冰融化季，海洋热通量占了冰底能量平衡的18-31%。2005年以来北极偶极子正位相导致海冰输出有增强的趋势，促进了北极海冰的减退。2010年夏季北极发生穿极融化现象导致上层海洋吸收更多的短波辐射，使得海冰生长滞后，而 2013 年夏季，大气环流不利于北极海冰向北欧海输出，穿极流减弱，海冰滞留于北极中心区域，从动力学和热力学角度均不利于海冰融化。
之后的研究将会继续利用2014年之后的冰浮标数据开展西北极海冰的物质平衡研究，并探究冰底冻结时间的时空变化及其影响因素，以及后者对北极气候变化的响应和反馈机制。