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《中国科学院海洋研究所在气旋活动对北极巴芬湾地区海冰输出研究方面取得进展》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2021-03-10

  • 海冰输出是维持北极海冰物质平衡的重要动力机制。位于格陵兰岛与巴芬岛之间的巴芬湾地区向南的海冰输出是北大西洋的重要淡水输入来源。输出的海冰融化后可降低拉布拉多海等南部海域的表层盐度，减弱海洋垂直交换作用，甚至可影响北大西洋经向翻转流的强度，对局部乃至全球气候产生影响。

    中国科学院海洋地质与环境重点实验室黄海军研究团队充分利用多源卫星遥感观测数据，首次研究了近40年以来巴芬湾地区海冰输出面积通量的时空变化特征，发现了冬季巴芬湾关键通道海冰输出通量呈现轻微的增加趋势。

    研究团队探讨了巴芬湾地区海冰对极端天气尺度大气活动（气旋）的响应过程和机制。在分析巴芬湾海冰输出通量和气旋活动的时空变化特征的基础上，揭示了气旋活动对该地区海冰输出通量的调控机制以及产生作用的关键区域，有助于加深理解气候变暖背景下北极地区大气-海冰相互作用机制。

    研究成果近期发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research – Atmospheres。中国科学院海洋研究所梁钰博士为第一作者，黄海军研究员和毕海波副研究员为文章通讯作者。

    相关文章列表：

    [1] Yu Liang, Haibo Bi*, Yunhe Wang, Haijun Huang*, Zehua Zhang, Jue Huang, Yanxia Liu. Role of Extratropical Wintertime Cyclones in Regulating the Variations of Baffin Bay Sea Ice Export. Journal of Geophysical Research – Atmospheres. 2021. DOI：10.1029/2020JD033616 （https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020JD033616）

    [2] Yu Liang, Haibo Bi*, Yunhe Wang, Zehua Zhang, Yi Zhang, Yanxia Liu, Haijun Huang*. A review of synoptic weather effects on sea ice outflow through Fram Strait: cyclone vs. Anticyclone, Advances in Polar Science, 2020, 31(1): 43-54.

    [3] Liang Yu , Bi Haibo* , Wang Y , Huang Haijun*. Role of atmospheric factors in forcing Arctic sea ice variability[J]. Acta Oceanologica Sinica , 2020, 39(9) :60-72.

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202103/t20210309_5971775.html
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    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2023-07-24
    • 近日，中国科学院海洋研究所李晓峰研究团队与美国哥伦比亚大学研究团队合作，发展了一款Markov海冰厚度季节预测模型。该模型能够超前预测北极海冰厚度场12个月，显著高于异常持续性预测技巧，填补了北极海冰厚度预测的空白，对于北极航道评估和高空间分辨率模式的开发都具有重要意义。相关研究成果在国际学术期刊Journal of Climate (Top 期刊)上发表。 随着“北极放大”效应进一步增强，北极海冰范围快速减小，海冰厚度迅速减薄，全球面临着巨大的生态气候挑战，同时也给北极航道开发带来了巨大机遇。因此，科学研究和社会经济两方面对海冰预测的需求都在不断增强。然而，目前国际上北极海冰厚度预测仍处于空白。 基于以上背景，研究团队考虑了9个气候变量，包括海冰厚度、海冰密集度、上层海洋热含量、海表温、海表气温、表面辐射通量、表面湍流热通量、位势高度场和风场，基于多变量经验正交分解函数MEOF，分季节地构建了Markov模型，并通过一系列敏感性实验测试了不同气候变量和不同主要模态数量对海冰厚度预测技巧的贡献；利用交叉验证的方法，对模型预测技巧在不同季节和海域进行了评估。 研究结果显示，海冰厚度对于模型预测技巧贡献最大，其他气候变量中，上层海洋热含量对模型技巧贡献最大。另外，海冰厚度可预测性具有与海冰密集度相反的时空特征，冷季的可预测性高于暖季，北极中央海盆的海冰厚度可预测性高于边缘海和外海（Wang et al. 2022, 2023）。模型可对北极中央海盆海冰厚度超前预测12个月，评价指标-异常相关性系数在0.7到0.8之间。Markov海冰厚度季节预测模型基于MEOF构建，可滤除不可预测的小尺度特征，捕捉海-冰-气耦合系统的主要协变信号；该模型由四个季节模块组成，采用不同的预测因子和主要模态数量适应不同季节的海冰驱动物理过程，这些原因共同贡献了海冰厚度的高预测技巧。 论文第一作者为中国科学院海洋研究所王云鹤助理研究员、通讯作者为李晓峰研究员和美国哥伦比亚大学Xiaojun Yuan教授，合作作者包括毕海波副研究员、任沂斌助理研究员等。研究得到了国家自然科学基金青年项目、山东省自然科学基金青年项目、博士后特别资助（站前）的资助。 论文信息： Yunhe Wang, Xiaojun Yuan*, Haibo Bi, Yibin Ren, Yu Liang, Cuihua Li, and Xiaofeng Li*. Understanding Arctic Sea Ice Thickness Predictability by a Markov Model. Journal of Climate, 2023, 36(15): 4879–4897. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0525.1　　  Yunhe Wang, Xiaojun Yuan*, Haibo Bi, Mitchell Bushuk, Yu Liang, Cuihua Li, Haijun Huang. Reassessing seasonal sea ice predictability of the Pacific-Arctic sector using a Markov model. The Cryosphere, 2022, 16(3): 1141-1156. https://doi.org/10.5194/tc-16-1141-2022
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  • 《中国科学院海洋研究所在北冰洋海区微型浮游动物纤毛虫对指示北冰洋变暖的研究方面取得新进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2023-03-01
    • 近日，中国科学院海洋研究所张武昌课题组在北冰洋海区微型浮游动物纤毛虫对指示北冰洋变暖的研究方面取得新进展，研究成果在国际学术期刊Marine Environmental Research和Frontiers in Microbiology上发表。 北冰洋是对全球变暖最敏感的区域之一，目前主要面临着入流水量增大、海水升温、海冰融化等威胁。在北冰洋-太平洋扇区，太平洋入流水是连通白令海（亚北极区系）和北冰洋（北极区系）浮游生物的桥梁。浮游纤毛虫（微型浮游动物的重要组成部分）是一类具有纤毛的单细胞原生动物，由砂壳纤毛虫和无壳纤毛虫组成，是链接海洋微食物网和经典食物链的重要中介。纤毛虫对环境变化响应迅速，适宜环境能快速繁殖并建立种群，不同水团中种类组成差异显著，可作为水团指示生物。近年来太平洋入流水量的增加导致太平洋来源的浮游生物可以分布至楚科奇海北部，表明北冰洋浮游生态系统正在逐渐趋向于亚北极浮游生态系统，即太平洋化，若持续发展，将导致亚北极浮游生态系统取代北极浮游生态系统。目前太平洋入流水对北冰洋浮游生态系统影响的研究发现太平洋入流水向北冰洋输送了大量浮游纤毛虫，但是关于其能否适应新的环境、是否能在深层水体中分布，及随北冰洋北方化进程变化的亟需研究。 研究团队对中国第十二次北极科学考察航次中全水深站位的浮游纤毛虫的群落结构进行了系统研究，通过对浮游纤毛虫群落的全水深垂直分布结构进行分析，发现200 m是其丰度和生物量锐减的水层；首次创立以砂壳纤毛虫空壳率作为指示其对环境的适应能力的指标，并找出优势种砂壳纤毛虫的死亡区域；在北冰洋加拿大海盆的太平洋水中，太平洋种类号角虫 sp.1的丰度远高于北冰洋本地种盾形笛杯虫，并且有更多的种类在北冰洋首次发现；结合以往的研究结果，发现浮游纤毛虫的粒级正在趋向于小型化，部分砂壳纤毛虫种类分布区北移，表明该海域中微型浮游动物也正在经历着剧烈的北方化进程。以上结果表明，浮游纤毛虫（尤其是砂壳纤毛虫）可作为北冰洋不同水团的指示种，同时首次创立以砂壳优势种空壳率作为研究指标，对今后指示和预测北冰洋浮游生态系统对全球变暖的响应具有重要的意义。 论文第一作者为海洋所特别研究助理王超锋，研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后面上基金项目等项目资助。 相关文章及链接： 1.Wang, C.F., Wang, X.Y., Xu, Z.Q., Luo, G.F., Chen, C., Li, H.B., Liu, Y.P., Li, J.Y., He, J.F., Chen, H.X., Zhang, W.C. 2023. Full-depth vertical distribution of planktonic ciliates (Ciliophora) and a novel bio-index for indicating habitat suitability of tintinnid in the Arctic Ocean. Marine Environmental Research. 186, 105924. doi:10.1016/j.marenvres.2023.105924 2.Wang, C.F., Yang, M.Y., He, Y., Xu, Z.Q., Zhao, Y., Zhang, W.C., Xiao, T. 2022. Hydrographic feature variation caused pronounced differences of planktonic ciliate community in the Pacific Arctic Region in summer 2016 and 2019. Frontiers in Microbiology. 13, 881048. doi:10.3389/fmicb.2022.881048
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