登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《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
217浏览量
原文链接
相关报告

  • 《中国科学院海洋研究所在太平洋年代际变化对夏季北极海冰变化影响机理研究取得新进展》
    • 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：2021-03-10
    • 太平洋年代际变化(Pacific Decadal Oscillation，PDO)是描述北太平洋海温变化的重要指数，目前有少量研究指出PDO可对北极地区的大气环流造成一定影响，但没有指出PDO与北极大气环流在何种配置情况下会对夏季北极海冰减少产生显著影响。近日，中国科学院海洋研究所黄海军课题组研究人员首次揭示了太平洋年代际变化的相位更迭对夏季时期北极偶极子DA大气环流模式以及太平洋扇区海冰变化的调控机制。 进入21世纪以来，北极地区海冰覆盖面积呈现快速减少的变化趋势。北极偶极子（Dipole Anomaly，简称DA）大气环流模式对北极太平洋区（PAS）夏季海冰密集度（SIC）的变化起关键调节作用。当北极偶极子处于正相位（DA+）时期，格陵兰岛和加拿大北极群岛一侧出现海平面气压正异常，而对面一侧的欧亚大陆区域出现负压异常（北美一侧为中心的反气旋式大气环流）。有研究指出，这种形态的大气环流模态能同时促进海冰的平流输出和快速融化过程，进而通过海冰-反照率正反馈机制的作用，对太平洋扇区内（Pacific-Arctic Sector，简称PAS）海冰覆盖面积显著减少产生影响（Bi et al. 2019）。 研究人员根据卫星观测和再分析气象资料，从新的角度解释了影响北极地区海冰快速减少的新机制。研究团队根据再分析资料结果发现，与PDO正位相时期（PDO+）相比，处于PDO负相位（PDO-）海洋状态条件下的DA+所“支配”的大气环流模态，在加拿大群岛一侧的正压异常和对侧欧亚大陆的负压异常都得到增强）。接着研究人员基于近40年的卫星观测资料发现，与DA+相关的反气旋式大气环流对太平洋扇区内边缘海区域海冰密集度变化的影响程度与太平洋年代际变化PDO的相移有关。换言之，当DA+大气环流模式受到PDO不同相位海洋状态条件的调节，北极太平洋扇区内的海冰密集度将出现显著变化。卫星遥感数据显示在东西伯利亚海（ESS）、波弗特-楚科奇海（BCS）、加拿大北极群岛区域（CAA）的区域平均海冰密集度分别变化了+4.9%、-7.3%和-6.4%（即SIC(PDO-,AD+) - SIC(PDO+, AD+)）。 通过分析气象数据资料，研究发现受PDO-（PDO+）海洋背景状态调制作用，DA+相关的大气环流模式可导致BCS和CAA两个区域上空对流层下部（500~1000hPa）的大气比湿度、气温以及由此产生的向下长波辐射异常增强（减弱）。深入分析表明，在这两个区域比湿度和空气温度的异常变化主要与向极水汽输运通量以及水汽和热通量的聚散过程变化相关。因此，相对于PDO+，在处于PDO-情况下，DA+大气环流造成的这两个区域（CAA和BCS）的海冰密集度时期更小。另外，本文研究揭示海表温度和风应力异常则是造成东西伯利亚海地区海冰密集度显著变化的主要原因。与前人研究结论不同，本文定量计算结果指出云量异常对研究区海冰异常变化的贡献不明显。 鉴于PDO的年代际振荡性质，研究人员推测近期向北太平洋向PDO+相位状态的转变可能对夏季北冰洋海冰覆盖面积减少趋势起到暂时的减缓作用。综上，本研究揭示了中、高纬大气相互作用机制对北极气候和海冰产生的调控机理，为深入理解中纬度海洋-大气相互作用以及中-高纬大气遥相关机制起到推动作用。相关研究成果近期在线发表于国际学术期刊Journal of Climate （JCR一区Top期刊，IF=5.7）。 相关文章列表： Bi, Haibo., Yunhe. Wang, Yu Liang, et al, （2021）. Influences of Summertime Arctic-Dipole Atmospheric Circulation on Sea Ice Concentration Variations in the Pacific Sector of the Arctic During Different Pacific Decadal Oscillation Phases. Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0843.1 　　 Bi, Haibo., Qinghua Yang, Xi Liang,et al. （2019a）. Contributions of advection and melting processes to the decline in sea ice in the Pacific sector of the Arctic Ocean. The Cryosphere 13(5): 1423-1439.
    541浏览量
    原文链接

  • 《中国科学院海洋研究所在北极海冰厚度季节预测方面取得新进展》
    • 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：2023-07-24
    • 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
    868浏览量
    原文链接