近日，自然资源部第一海洋研究所科研团队在气候模式FIO-ESM v2.0的基础上，通过升级海冰分量模式和引入冰-海薄过渡层通量交换参数化方案，将FIO-ESM v2.0升级为FIO-ESM v2.1。升级后，FIO-ESM v2.1显著提高了对北极海冰的模拟能力，这为利用FIO-ESM开展北极气候变化研究和气候预测预估提供了良好的模式基础。
气候模式是理解和预测气候系统及其变化的核心工具，也是聚焦防灾减灾、可持续发展等国家重大需求的核心科技支撑。地球系统模式FIO-ESM是我所发展的以耦合海浪过程为特色的自主气候模式。当前版本为FIO-ESM v2.0，其包含了海浪致混合、海浪飞沫对热通量的影响、海浪斯托克斯漂流对海气通量的影响、海表温度日变化参数化方案等独特的物理过程。FIO-ESM v2.0参加CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，第六次国际耦合模式比较计划）的模拟结果表明，FIO-ESM v2.0对ENSO（El Niño-Southern Oscillation，厄尔尼诺-南方涛动）、全球气温、全球海温、降水、海洋混合层深度等具有很好的模拟能力，但是FIO-ESM v2.0仍存在低估北极夏季海冰覆盖范围的问题。
针对该问题，自然资源部第一海洋研究所科研团队与中山大学合作，在气候模式FIO-ESM v2.0的基础上，将海冰分量模式由CICE4.0（Los Alamos Sea–Ice Model version 4.0）升级为CICE6.0，并引入了更符合观测的冰-海薄过渡层通量交换参数化方案，将FIO-ESM v2.0升级为FIO-ESM v2.1。数值试验表明，FIO-ESM v2.1模拟历史时期的北极海冰覆盖范围与观测能够较好吻合。FIO-ESM v2.1预测结果显示，在SSP5-8.5（非常高）和SSP2-4.5（中等）增暖情景下，北极夏季首次无冰（海冰范围小于100万平方公里）将会分别出现在21世纪40年代和21世纪50年代，FIO-ESM v2.1对北极夏季无冰时间的预测比CMIP6多模式平均更接近利用观测约束气候模式后预测的结果，这说明升级之后FIO-ESM v2.1对北极海冰具有较好的模拟和预测能力。
相关研究结果以“Description of FIO-ESM version 2.1 and evaluation of its sea ice simulations”为题发表于国际地学知名学术期刊《Ocean Modelling》，自然资源部第一海洋研究所舒启研究员为论文第一作者，宋振亚研究员为通讯作者，合作者包括自然资源部第一海洋研究所乔方利研究员、中山大学刘骥平教授和自然资源部第一海洋研究所鲍颖副研究员。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102308
