裂缝是南极地冰层内部的准线性开口,使海洋直接暴露在大气中。海冰裂缝的宽度从几米 到几十公里,较窄的裂缝相对比较丰富,裂缝的长度从几百米到几百公里。由于极端的空气- 水温对比,冬季裂缝上的湍流热通量可能比冰面上的大两个数量级。海冰裂缝是一种水汽来源, 可以在局部诱发边界层云,边界层云量对海冰平衡厚度也有重要影响,海冰平衡厚度是北极热 传输变化的重要指标。因此,裂缝诱发的低层云层对影响北极地表能量平衡起重要作用。
由于海冰裂缝对地表能量平衡的重要贡献,因此裂缝是冬季北极冰层的一个关键特征。根 据目前的认识,高裂缝浓度增加的热量和水分通量往往会产生更多的边界层云。然而,在对各 种地面和卫星观测的综合分析中,发现裂缝含量较高的区域可能含有许多新冻结的裂缝,其冰 厚范围约为 2.5 ~30 cm,这在很大程度上抑制了潜热通量,对感热通量影响较小,因此倾向于 耗散边界层云。这种解释是合理的,因为开放的裂缝通常在开放几个小时后就会冻结,较薄的 冰通常比较厚的冰生成得更快。由于积累的新冻结裂缝有消散低层云团的作用,因此探测到的 裂缝含量较大往往伴随着较少的低层云团。此外,将裂缝含量增加一倍并不一定使云覆盖率增 加一倍,这表明潜在重要的铅-铅相互作用将在我们未来的工作中进一步研究。随后研究者进一 步比较了在厚冰面和整个区域的一半范围内,从露天和露天冰冻情况下的平均地表能量通量, 发现当裂缝含量为 15.6%时,冻结一半的裂缝区和随后的低层云消散会导致厚海冰能量损失约
1.6 W m−2。对多种情况下的整个区域平均表面通量进行研究发现不同裂缝方案对大规模表面能 量预算没有影响。这些初步发现强调了区分开放水域和冰冻水域的重要性。
相关论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-14074-5
(郭亚茹 编译;於维樱 审校)