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南北极海冰的时空变化特征 总被引：5，自引：0，他引：5
本文分析了南北极海冰多年平均覆盖资料，给出南北极海冰的年内变化特征，极地海冰最多最少月份的空间分布。计算了２月及９月海冰年际变化方差分布，并对２月及９月南北极海冰７个分区域覆盖面积作了ＥＯＦ分解，为进行南北极海冰影响全球气候的数值试验提供了海冰变化的空间配置 相似文献
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利用Hadley海冰密集度资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系的年代际变化。结果表明,北极海冰存在显著的年代际变化,且有较强的区域性。东西伯利亚海和波弗特海海冰融冰量的平均值变大且方差增大,格陵兰岛以东洋面海冰融冰量的量值和变率均在减弱。对3个不同气候时段内北极海冰融冰量进行EOF分解,前两个模态均在3个气候时段发生显著的年代际变化,东西伯利亚海海冰融冰量的增加与EOF第一模态年代际变化相关,而EOF第二模态则明显造成了波弗特海海冰的年代际消融。并且,与之相应的大气环流也出现了明显的年代际变化,它们与AO/NAO的年际关系也存在年代际转折,融冰量第二模态与AO的年际关系更为紧密,1960—1990年第二模态与AO的相关系数仅为0.186,而1980—2010年相关系数已升高至0.367。整个北冰洋的海冰融冰量与AO的年际关系也出现了年代际增强,尤其是东西伯利亚地区海冰融冰量与AO的年际关系发生了年代际增强,1980—2010年两者相关达到了0.4以上。而波弗特海融冰量与AO相关系数变化较大,1960—1990年其的相关系数高达-0.488,1980年后却减少至0.161。然而AO却未发生明显的年代际变化。造成北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系发生年代际变化的主要因子之一是波弗特高压,其年代际减弱使得极区向东西伯利亚海和波弗特海的海冰输送减弱,导致这两个区域海冰减少,使得AO与北极海冰的年际关系发生了年代际转折。 相似文献
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中国夏季高温与北极海冰的联系特征 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究前期以及同时期北极海冰异常对中国夏季高温的影响,根据近50年来中国160个台站的夏季高温资料以及近50年来的北极海冰资料,用SVD诊断分析方法,提取出两场相关最强,协方差最大的三个时次--分别为同期、海冰超前夏季高温9个月和超前13个月.分析研究表明:当北极海冰发生异常时,中国夏季高温异常的响应是滞后的,尤其是滞后9个月、13个月时;北极海冰在1978-1979年突然异常减少,且1979年以后维持海冰偏少的态势;当前期或同时期的北极海冰出现异常增多(减少)时,在中国夏季高温场上的响应以"南区"、"北区"夏季高温异常偏低(偏高),与海冰变化反位相;"中区"夏季高温异常偏高(偏低),与海冰变化同位相. 相似文献
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全球变暖的背景下,北极航线的常规通航甚至商业运营有望实现,而海雾会严重影响航道上船只的航行安全。海冰的存在使海气之间相互作用变得更为复杂,是研究北极海雾不可忽略的因素。船载观测发现,与中纬度常见平流冷却雾形成时气温下降速度往往超过海水降温速度不同,北极海雾发生时海冰的存在还会使海水降温速度超过空气降温速度。然而目前海冰分布是否会影响模式模拟海雾的准确性还不得而知,因此本文利用Polar WRF（Polar Weather Research and Forecasting）模式模拟了中国第七次北极考察中观测到的一次海雾过程,并进行海冰密集度敏感性试验。通过与船载观测和欧洲中期天气预报中心再分析数据比对发现,在低浮冰区内（海冰密集度小于50%）考虑海冰分布时可以更加准确地刻画潜热通量与水汽通量,模拟出与观测事实相符的表层空气降温与增湿过程以及相对湿度的变化,因此能够更好地刻画海雾的三维结构及其生消演变。 相似文献
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基于哈得来中心（Hadley Centre）逐月的海表温度、海冰密集度资料以及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）的大气环流再分析资料,分析了1950—2020年秋季（8—10月）东西伯利亚—波弗特海（East Siberian-Beaufort,EsCB）海冰年代际变化的时空特征,并阐述了大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO）对EsCB海冰年代际变率的可能调制作用。结果表明,EsCB是秋季北极海冰年代际变化最主要的区域,该区海冰密集度年代际变率可占其异常总方差的40%以上。进一步研究发现,AMO对秋季EsCB海冰存在明显的调制作用,在AMO正位相,北大西洋正海温异常激发向极传播的大气罗斯贝波列,有利于北极中部出现高压异常,相应的大气绝热下沉运动使得对流层低层出现明显的升温,从而有利于EsCB海冰的融化。与此同时,地表升温和EsCB海冰消融会引起局地云量的增多、大气向下长波辐射增大,这反过来又使得地表气温升高,这种地表气温-云-长波辐射的正反馈过程有利于年代际海冰信号的长时间维持。耦合模式的北大西洋“起搏... 相似文献
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一个热动力海冰模式的改进与实验 总被引：2，自引：0，他引：2
影响海冰变化的物理因素中热力和动力部分是同等重要的，但多数热动力海冰模式的热力部分考虑得较为简单。针对Hibler热动力海冰模式的不足，以1个3层热力模式为基础改进了其热力部分。比较了原模式中的零层热力模式和用于改进的3层热力模式；并应用改进前后的两种热动力模式对1983年的北极海冰进行了模拟。模拟结果表明，海冰厚度比原模式厚，季节变化减弱，海冰密集度与观测资料更为符合。 相似文献
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Rapid declines in Arctic sea ice coverage over the past four decades have increased the commercial feasibility of trans-Arctic routes. However, the historical changes in navigability of trans-Arctic routes remain unclear, and projections by global circulation models (GCMs) contain large uncertainties since they cannot simulate long-term Arctic sea ice changes. In this study, we determined the changes in trans-Arctic routes from 1979 to 2019 by combining two harmonized high-quality daily sea ice products. We found that the trans-Arctic routes are becoming navigable much faster than projected by the GCMs. The navigation season for open water (OW) vessels along the Northeast Passage (NEP) has lengthened from occasionally navigable in the 1980 s to 92 ± 15 days in the 2010 s. In contrast, previous GCM projections have suggested that navigability would not be achieved until the mid-21st century. The 90-day safety shipping area for OW vessels expanded by 35% during 1979–2018, reaching 8.28 million km2 in 2018, indicating an increasing rate of 0.08 ± 0.01 million km2 per year. The shortest trans-Arctic routes were also shifted further north than the model projections. Regular ships have been able to safely travel north along the islands in the NEP and transit through the M’Clure Strait in the Canadian Arctic Archipelago during the 2010 s, while previous studies have projected that this would not be feasible until the mid-21st century. We also found that the improved navigability of trans-Arctic routes enables commercial ships to transport approximately 33–66% (at the same load factor) more goods from East Asia to Europe during the Arctic shipping season than by the traditional Suez Canal route. These findings highlight the need for aggressive actions to develop mandatory rules that promote navigation safety and strengthen environmental protection in the Arctic. 相似文献
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Arctic sea ice and Eurasian climate: A review 总被引：12，自引：0，他引：12
GAO Yongqi SUN Jianqi LI Fei HE Shengping Stein SANDVEN YAN Qing ZHANG Zhongshi Katja LOHMANN Noel KEENLYSIDE Tore FUREVIK SUO Lingling 《大气科学进展》2015,32(1):92-114
The Arctic plays a fundamental role in the climate system and has shown significant climate change in recent decades,including the Arctic warming and decline of Arctic sea-ice extent and thickness. In contrast to the Arctic warming and reduction of Arctic sea ice, Europe, East Asia and North America have experienced anomalously cold conditions, with record snowfall during recent years. In this paper, we review current understanding of the sea-ice impacts on the Eurasian climate.Paleo, observational and modelling studies are covered to summarize several major themes, including: the variability of Arctic sea ice and its controls; the likely causes and apparent impacts of the Arctic sea-ice decline during the satellite era,as well as past and projected future impacts and trends; the links and feedback mechanisms between the Arctic sea ice and the Arctic Oscillation/North Atlantic Oscillation, the recent Eurasian cooling, winter atmospheric circulation, summer precipitation in East Asia, spring snowfall over Eurasia, East Asian winter monsoon, and midlatitude extreme weather; and the remote climate response(e.g., atmospheric circulation, air temperature) to changes in Arctic sea ice. We conclude with a brief summary and suggestions for future research. 相似文献
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冬季北极海冰运动主模态的构成及其与海平面气压变化的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
利用国际北极浮冰运动观测资料（IABP）（1979-1998）以及NCEP／NCAR月平均海平面气压再分析资料（1960-2002）,通过求解海冰运动异常的复斜方差矩阵,研究了冬季北极海冰运动主模态构成及其与海平面气压变化的关系。冬季海冰运动主模态是由两个海冰运动优势模态的一个线性组合构成,与这两个运动优势模态有直接关系的海平面气压变化主要发生在北极海盆及其边缘海区。尽管北极涛动（北大西洋涛动）通过影响海平面气压进而影响北极海冰运动,但是,北极涛动（北大西洋涛动）并不是决定海冰运动主模态的关键性因素。 相似文献
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北冰洋地区海浪的生成和发展会受到海冰范围变化的显著影响。本文介绍了近年来基于浮标、潜标和走航观测,以及卫星遥感和数值模拟等方法开展的不同海冰覆盖度下北冰洋海浪的研究进展,包括海冰覆盖区海浪的传播机制等。北冰洋夏季开阔海域的平均有效波高可达3 m,在风暴期间,波弗特海有效波高可达5 m。除大西洋一侧,夏季北冰洋大部分海域海浪活动在过去几十年呈增强趋势,其中楚科奇-波弗特海有效波高增长趋势为1~3 cm/a。这一趋势主要是由海冰范围减少导致的风区增大和风暴的频率、强度增加共同导致的。基于CMIP5多模式集的预估结果显示,相比历史时期(1979—2005年),21世纪末(2081—2100年)北冰洋有效波高将以3 cm/a的速率持续增长,其中北冰洋中心地区东部海域增长最为明显。海浪活动增多会在消融期通过海浪-海冰正反馈机制促进海冰的消融。在沿岸地区,增多的海浪会加速海岸带侵蚀,促进沿岸冻土的崩解。极端海浪事件还会威胁航运安全。未来研究需基于更多的现场观测,加深对海冰范围和厚度变化影响下海浪的生成、发展、传播、衰减机制的认识,进一步提高冰区海浪模拟和预估水平。 相似文献
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This paper evaluates the simulation of Arctic sea ice states using an ocean-ice coupled model that employs LASG/IAP(the State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics/the Institute of Atmospheric Physics) Climate Ocean Model(LICOM) and the sea-ice model from the Bergen Climate Model(BCM).It is shown that the coupled model can reasonably reproduce the major characteristics of the mean state,annual cycle,and interannual variability of the Arctic sea ice concentration.The coupled model also shows biases that were generally presented in other models,such as the underestimation of summer sea ice concentration and thickness as well as the unsatisfactory sea ice velocity.Sensitivity experiments indicate that the insufficient performance of the ocean model at high latitudes may be the main reason for the biases in the coupled model.The smoother and the fake "island",which had to be used due to the model’s grid in the North Pole region,likely caused the ocean model’s weak performance.Sea ice model thermodynamics are also responsible for the sea ice simulation biases.Therefore,both the thermodynamic module of the sea ice component and the model grid of the ocean component need to be further improved. 相似文献
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利用1961年12月—2022年2月新疆冬季气温、北极海冰等资料，探讨北极海冰变化影响新疆冬季气温的物理模态、影响机制。结果表明，北极海冰的变化与新疆大部冬季气温呈正相关，北极海冰变化通过改变北半球大气高低空配置进而影响新疆冬季气温。另外，不同海区的海冰变化对新疆冬季气温的影响有显著区别：格陵兰海—丹麦海峡、拉普捷夫海—东西伯利亚海海冰异常偏多时，新疆大部冬季气温偏高。巴伦支海—喀拉海、鄂霍次克海—白令海峡、哈德孙湾—戴维斯海峡海冰异常偏多时，新疆大部冬季气温偏低。 相似文献
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国家气候中心气候系统模式BCC_CSM2.0最新耦合了美国Los Alamos国家实验室发展的海冰模式CICE5.0,为试验模式中与反照率相关参数的敏感性及其对模拟结果的影响,提高模式对北极海冰的模拟能力,选取海冰模式中3个主要参数进行了敏感性试验。利用以BCC_CSM2.0耦合框架为基础建立的海冰-海洋耦合模式,选取CORE资料为大气强迫场开展试验,试验的3个参数分别为冰/雪表面反射率、雪粒半径和雪粒半径参考温度。结果表明,参数取值的不同对北极海冰的模拟有显著的影响,优化后的取值组合极大提高了模式的模拟能力,主要表现在:（1）改善了对北极冬季海冰厚度的模拟,海冰厚度增大,与观测资料更为吻合;（2）显著提高了对北极夏季海冰密集度的模拟能力,从而模拟的北极海冰范围年际循环与观测更为一致。参数取值的优化改进了模式对海冰反照率的模拟,进而影响了冰面短波辐射的吸收和海冰表层的融化,最终提高了模式对海冰密集度和厚度的模拟效果。 相似文献
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全球气候变暖中南北半球海冰变化的差异 总被引：4，自引：0，他引：4
应用海冰面积资料,分析在全球气候变暖下,南北半球海冰季节和年际变化的差异,结果表明:冬季南半球海冰面积为北半球的1.13倍,而夏季仅为北半球的2/5,南半球海冰的季节变化比北半球更为显著,其季节振幅为北半球的1.6倍.1979--2006年,北半球海冰总面积呈显著减少趋势,夏秋季最快,特别在1990年代中后期以来,减少尤为迅速;夏秋季,整个区域海冰为均一的减少趋势,北冰洋靠近北太平洋的近海变化最为迅速,冬春季,主要发生在北太平洋海域.南半球海冰自1980年代初以来有所增多,四季整个区域海冰并未呈均一的减少趋势,而是有一显著减少中心,位于南极半岛附近,两个增多中心,分别位于罗斯海外围和西南印度洋一带.随夏一秋一冬一春的季节转换,3个中心区域位置存在东移和返回的过程. 相似文献