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1.
南极磷虾是南大洋生态系统的关键物种, 种群聚集在南大洋的大西洋扇区。海冰在南极磷虾生活史中起着重要作用, 海冰及其冰下环境为磷虾越冬提供了避难场所, 但海冰是否为磷虾越冬提供了重要的饵料存在一定的争议, 对此问题的解决需要量化源于海冰的冰藻对南极磷虾越冬期间饵料及碳源的贡献。基于2020年冬季(3~8月)于南大洋大西洋扇区48.1亚区(布兰斯菲尔德海峡周边区域)和48.3亚区(南乔治亚岛周边海域)采集的磷虾样品, 通过两种高支链类异戊二烯化合物(IPSO25和HBI III)分别作为源于海冰的冰藻和源于水体浮游植物的生物标志物, 对两个区域冬季磷虾对冰藻和浮游植物的依赖进行研究。结果显示, 处于较高纬度、海冰密集度较高的48.1亚区的南极磷虾体内含有更高的IPSO25, 而处于开阔水域48.3亚区的磷虾体内有更高比例的HBI III, 另外48.3亚区磷虾的δ13C和δ15N稳定同位素显著高于48.1亚区的磷虾。48.1亚区南极磷虾越冬期间对浮游植物和冰藻的依赖与体长相关, 其中体长相对较短的早期成体呈现更高的依赖性, 同时该区域磷虾对冰藻的摄食提高了其营养级地位。48.3区南极磷虾越冬期间两种类异戊二烯含量与δ15N稳定同位素数值呈负相关关系, 表明该区域南极磷虾在初级生产匮乏时会摄食动物性饵料。若未来南大洋大西洋扇区海冰持续减少, 这将对整个磷虾种群、磷虾渔业的可持续发展和区域生态系统的稳定性产生威胁。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(8)
为实现南极磷虾(Euphausia superba)渔场的有效预测和高效开发。本研究基于"龙腾"号拖网渔船在南设得兰群岛和象岛周围海域2015—2019年渔捞日志的数据,应用随机森林模型(Random forest, RF)和广义可加模型(Genera-lized additive model, GAM)分析了南极磷虾单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort, CPUE)与环境因子(经纬度、表层水温、水深、离岸距离)之间的关系。RF模型分析显示:经度和纬度与南极磷虾CPUE整体上呈负相关关系;随着表层水温的升高南极磷虾的CPUE呈逐渐下降趋势;当水深小于1 000 m时,南极磷虾CPUE较高,当水深大于1 000 m时,南极磷虾CPUE与水深呈负相关关系,这表明水深对南极磷虾的分布影响显著。GAM模型分析显示:南极磷虾CPUE与经度在整体上呈极显著非线性负相关关系(P0.01);与表层水温呈极显著线性负相关关系(P0.01);与纬度、水深和离岸距离呈极显著非线性相关关系(P0.01)。综合这两种模型结果表明,南极磷虾适宜栖息于较浅海域且在不同海域对水温的适宜性不同,CPUE高值相对集中于62.5°S—63.5°S、58°W—60°W范围。相较于GAM模型,RF模型拟合效果更优(R~2=0.331 4±0.000 7,RMSE=0.248 1±0.000 2)。RF模型通过计算变量重要性并排序,选择对南极磷虾的CPUE产生影响的主导因子,在研究海洋生物资源分布中有广阔的应用前景。 相似文献
3.
南极夏季南设得兰群岛周边海域浮游动物优势种群的分布、丰度及种群结构分析 总被引：2，自引：0，他引：2
根据2013/2014年夏季在南极南设得兰群岛周边海域使用北太平洋网采样品及同步环境调查资料,分析了南极大磷虾(Euphausia superba)、拟长臂樱磷虾(Thysanoessa macrura)、尖角似哲水蚤(Calanoides acutus)和近缘哲水蚤(Calanus propinquus)这四种优势浮游动物的丰度和分布特征。结果表明,南极大磷虾和拟长臂樱磷虾在南设得兰海域均有较为广泛的分布,其中南极大磷虾丰度较高,且它们的水平分布存在一定程度的空间分离。在研究海域东部的南奥克尼群岛(South Orkneys)邻近海域发现了大量的南极大磷虾原蚤状C期幼体,表明大磷虾曾于1月中上旬左右产卵繁殖。研究海域的东部南极大磷虾种群结构以幼体前期为主,而西部的种群结构则以幼体后期、未成体和成体为主。尖角似哲水蚤和近缘哲水蚤的空间分布也较为广泛,且两者分布基本一致。东部南奥克尼群岛临近海域的浮游植物浓度较低,这可能是大量南极大磷虾幼体和桡足类摄食活动的结果。 相似文献
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南大洋磷虾富氟机制Ⅰ.氟的化学赋存形态研究 总被引：5，自引：0，他引：5
通过对南极大磷虾(Euphausia superba)进行活体生长培养,对其不同部位及生长过程中不同阶段样品进行了氟的形态赋存分析,研究表明磷虾中90%的氟集中在甲壳中,在其生长脱壳周期中,甲壳和肌肉中的氟含量呈相对应的周期性变化,在脱壳后最初新甲壳和肌肉中氟含量较低,通过生物主动吸收,海水中氟迅速被有效吸收和转化,而磷虾所吸收的氟最终又以存在于旧甲壳中随磷虾脱壳而丢失。在磷虾的生长周期中甲壳和肌肉中的不同化学形态氟赋存变化充分证明了这一点。最后提出了磷虾富氟机制的一个过程模式。 相似文献
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基于GAM和GWR模型分析环境因子对南极磷虾资源分布的非线性和非静态性影响 总被引：1，自引：0，他引：1
分析南极磷虾分布与环境因子的非线性和空间非静态性关系,对南极磷虾的高效捕捞和管理具有重要意义。本研究基于"龙腾"船2015、2016年在南设得兰群岛捕捞作业的渔捞日志数据,应用广义加模型(Generalized additive model,GAM)和地理权重回归模型(Geographical weighted regression,GWR)探究南极磷虾(Euphausia superba)渔场分布与环境因子的非线性和空间非静态性关系,并比较这2种模型的模拟性能,为南极磷虾的渔场渔情预报、资源评估和渔业管理提供基础数据。GAM模型结果显示,2015、2016年单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort, CPUE)与作业水深均呈显著负相关关系(P0.01),表明在作业水深范围内,南极磷虾在较浅水域集群密度较高;2015年CPUE与表层水温呈显著正相关关系(P0.01),但在2016年呈显著负相关关系(P0.01),推测是由于2年调查作业位置不同所致;CPUE与离岸距离关系不显著(P≥0.05)。GWR模型结果显示,作业水深对CPUE的影响无显著的空间变化(P0.05);海水表温和离岸距离对CPUE的影响具显著的空间变化(P0.01),表明这2个因子对南极磷虾渔场分布的影响在空间上不连续,存在显著空间非静态性。GAM模型可用于研究资源分布与驱动因子的一般规律;GWR模型作为全局回归模型的有效补充,可用于探究一般规律不适合的特殊区域,便于发现资源分布的"热点"区域,未来在海洋生物资源分布研究中将有广阔的应用前景。 相似文献
6.
为研究南极大磷虾(Euphausia superba)粉对点带石斑鱼幼鱼氟蓄积和生长的影响,作者通过饲养点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)幼鱼(初始体质量为(3.50±0.30)g,体长(5.5±0.3)cm)100 d,在基础日粮中添加0%(对照组)、2%、4%和6%的南极大磷虾粉制成4组饲料,饲料中氟质量分数分别为145.81、202.71、257.53和317.60 mg/kg。结果显示:南极大磷虾粉中的氟在点带石斑鱼幼鱼组织中的分布程度,以脊椎骨和鳃中为最高,氟质量分数分别为(58.020~114.380)mg/kg和(46.029~123.874)mg/kg,其次是皮(含鳞片)((44.127~88.761)mg/kg),再次是肝((7.654~18.248)mg/kg),而肌肉中氟蓄积最低((3.352~3.999)mg/kg);脊椎骨、皮(含鳞片)和鳃中氟含量随饲养时间的延续而产生蓄积,且与饲料中南极大磷虾粉的水平呈正相关,肝中氟含量随饲养时间延续而产生蓄积,但与南极大磷虾粉的水平无相关性,肌肉中氟含量与饲养时间和南极大磷虾粉水平均无相关性;100 d时,4%组和6%组的特定生长率处于最高水平,且显著高于对照组(P0.05)。本研究表明在饲料中添加4%~6%南极大磷虾粉,对点带石斑鱼幼鱼生长具有明显的促进作用。 相似文献
7.
南极海冰的生消冻融与全球气候变化息息相关,多年以来受到国际社会的高度关注。目前已有诸多关于南极海冰范围变化的研究,但大部分是基于卫星遥感影像来展开分析。Argo观测网遍布全球各大洋,为海冰范围研究提供了一种新的思路,即根据浮标GPS点的南部边界推算南极海冰边界,由浮标的年、月累积数据得到南极海冰范围的年际、月际变化规律。对于这种研究思路提出了三种实现方法:(1)绘制专题图,可以清晰直观地看到南极海冰在2—9月间的生消变化情况;(2)利用南极附近浮标GPS点数量占全球比例的变化情况来分析海冰变化规律,在月际变化趋势上与影像数据一致,在年际变化上稍显不足;(3)使用点密度分析方法估计海冰边界,建立基于浮标GPS点密度的海冰-海水分界模型,可得到南极海冰范围变化规律的定量分析结果。浮标数据与影像数据互为补充,可为全球气候变化研究提供更多参考。 相似文献
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两极冷源和热带海洋热源的相互作用 总被引：5，自引：1，他引：5
两极海冰和热带海洋SST的异常变化对全球气候监测和预报都是极为重要的指标.本文使用了南极、北极海冰月平均距平资料和ENSO事件五要素,即SOI和4个Nino海区的SST月平均距平值,计算了各区海冰之间以及与ENSO事件的逐月移动交叉相关时间序列,分析其变化特征,寻找两个波发生相互作用最强的时期.(1)发现北极海冰在两极海冰相互作用过程中起主导作用.北极海冰异常影响到后期南极海冰的异常变化.(2)赤道中太平洋的海温(SST)与南极威德尔海区的海冰(SPI3)和罗斯海区的海冰(SPI2)有强的相互作用,并且具有明显的周期性变化.SST与SPI3的周期是5～6a,与SPI2的周期是准11a,这些周期变化尺度与它们自身变化的周期有关.当两者周期相近时,在位相差一定的时期发生共振,产生强烈的相互作用最佳时期. 相似文献
9.
根据2005年4~5月在黄海和长江口海域进行的春季底拖网调查,应用稳定同位素方法研究了黄海中南部鳀鱼(Engraulis japonicus)及其可能摄食饵料的碳氮稳定同位素比值,结果表明:(1)黄海中南部鳀鱼的食物组成为不同粒径的浮游动物、太平洋磷虾(Euphausia pacifica)和仔稚鱼,其中以粒径为500~900μm的浮游动物为主,贡献比例占61%~84%;仔稚鱼贡献比例占16%~21%,较传统胃含物方法分析的结果小;(2)黄海中部海域鳀鱼的碳氮稳定同位素比值平均值较南部海域高,原因可能与各海域的能量来源不同或存在微食物环有关,也可能与不同海域鳀鱼的能量转换途径不一样,即与食物链长短不一有关. 相似文献
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南极印度洋扇区分布了许多南极底层水的生成区,此海域海水盐度变化对全球的气候变化有着深远影响。本文采用EN4再分析数据、实测海豹资料和WOD18数据,结合大气再分析和海冰密集度数据,对南极印度洋扇区表面盐度长期变化及其对大尺度环流异常的响应进行探究。2008年以来,南极沿岸出现显著的海表面持续性高盐异常,其中印度洋扇区变化最为显著,表层高盐水主要集中在达恩利冰间湖附近与沙克尔顿冰架以北的海域。沿岸海域的高盐陆架水向北扩张且影响深度不断加深,高盐的绕极深层水上涌也更加明显。此高盐异常与南极涛动(Antarctic Oscillation,AAO)、印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)两种大尺度环流密切相关。AAO与IOD正位相下,西风显著增强,促进海冰大量生成,为海表面提供了大量的盐通量。同时,海表面出现更显著的风场旋度负异常与低压异常,促进高盐深层水上涌,对高盐异常有重要维持作用。此外,纬向风剪切与蒸发增强也是影响该高盐异常的重要局地过程。 相似文献
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A 41-year Antarctic sea ice concentration(SIC) dataset derived from satellite passive microwave radiometers during the period of 1979–2019 has been used to analyze sea ice changes in recent decades. The trends of SIC and sea ice extent(SIE) are calculated during the periods of 1979–2019, 1979–2013, and 2014–2019. The trends show regionally dependent features. The SIC shows an increasing trend in most of the regions except the Bellingshausen Sea and Amundsen Sea(BA) during 1979–2019 and 1979–2013. The SIE trend shows a decreasing or decelerating trend in the period of 1979–2019((6 835±2 210) km2/a) compared with the 1979–2013 period((18 600±2 203) km~2/a). In recent years(2014–2019), the SIC and SIE have exhibited decreasing trends(–(34 567±3 521) km~2/month), especially in the Weddell Sea(WS) and Ross Sea(RS) during summer and autumn. The trends are related to regionally dependent causes. The analyses show that the SIC and SIE decreased in response to the warming trend of 2 m air temperature(T_(a-2m)) and have exhibited a good relationship with T_(a-2m) in summer and autumn in recent years. The sea ice decrease in the Antarctic is mainly caused by increases in absorbed energy and southward energy transportation in recent years, such as the increase in gained solar radiation and moist static energy from the south, which demonstrate notable regional characteristics. In the WS region, the local positive feedback from the additional absorbed solar radiation, resulting in warmer air and reduced sea ice, is the main reason for the sea ice decrease in recent years. The increase in southward energy transport has also favored a decrease in sea ice. In the RS region, the increase in southward-transported moist static energy has contributed to the decrease in sea ice, and the increases in cloud cover and longwave radiation have prevented sea ice growth. 相似文献
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利用美国冰中心和雪冰中心提供的海冰资料和我国南极考察现场的海冰观测资料,对南极海冰的长期变化进行了研究.研究表明20世纪70年代后期是多冰期;80年代是少冰期;90年代南极海冰属于上升趋势,后期偏多,区域性变化差别大,东南极海冰偏多,西南极海冰即南极半岛两侧尤其是威德尔海区和别林斯高晋海的冰明显偏少.东南极和西南极海冰的变化趋势总是反相的.90年代后期普里兹湾的海冰明显偏多,南极大陆陆架冰外缘线总体没有明显的收缩,有崩解也有再生的自然变化现象.西南极威德尔海的龙尼冰架和罗斯海冰架东部崩解和收缩趋势明显,东南极的冰架也有崩解和收缩,但没有西南极明显.陆架冰崩解向海洋输送的冰山对全球海平面升高有一定的影响.目前南极冰盖断裂崩解形成的冰山,向海洋输入的水量可使全球海平面上升约14mm.南极海冰没有随着全球气候温暖化而明显减少,而是按照东南极和西南极反相的变化规律进行周期性的变化、调整和制约. 相似文献
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南极气候和海冰的时空变化特征及其与太平洋海温场的关系 总被引：7，自引：1，他引：7
应用1973～1999年南极气温和海冰资料,分别对它们进行了统计分析,结果表明,南极的最低温度中心位于东南极大陆(东方站),这种分布特征是与南极地形相对应的.南极东方站的年平均地面气温是-55.3℃;地面最高气温出现在12月至翌1月,其温度为-32.1℃;地面最低气温出现在8月,其温度为-68.2℃.南极各地区的地面气温具有不同的变化特征.根据温度的变化特征,将南极的气候分为4种类型:南极大陆型、南极半岛型、东南极沿岸型和海湾型.近年来南极半岛的气温有明显升高的趋势,而东南极沿岸的气温有明显下降的趋势,它们的变化呈明显的反位相.南极海冰与南极气温变化有较好的对应关系,气温升高的南极半岛的海冰有减少的趋势,而气温下降的东南极的海冰有增加的趋势.这种结果很难用温室效应来解释南极与全球气候变化的差异.东南极海冰变化与南太平洋的海温场存在密切关系,其影响过程是通过南极海冰范围的异常增加或减少,直接影响南极绕极流的冷暖结构及其异常冷暖水的经向输送,从而导致热带和副热带太平洋上层海温场的异常变化. 相似文献
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V. A. Semenov 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2014,50(4):343-349
Numerical experiments with the ECHAM5 atmospheric general circulation model (AGCM) using the empirical HadISST1.1 data on sea surface temperature (SST) and sea ice concentration (SIC) in the 20th century as boundary conditions are analyzed. The experiments show that the model correctly reproduces the wintertime Arctic warming in the last 30 years of the 20th century but is unable to reproduce mid-20th century warming. Because the wintertime Arctic surface air temperature changes are closely related to SIC anomalies, it is assumed that one reason for this discrepancy is the lack of a negative SIC anomaly in the prescribed boundary conditions during a mid-20th century warm period. It is also shown that the model with-out prescribed ice cover changes does not reproduce a temperature trend in the Arctic in recent 30 years of the 20th century. The experimental results indicate that the mid-20th century warming was accompanied by a significant negative anomaly of the wintertime Arctic sea ice extent comparable to current trends and also point to a considerable contribution of natural variability to modern climate changes. 相似文献
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南极海冰是全球气候系统的重要组成部分。不同于北极海冰的快速减少,近40年来,南极海冰范围在2014年前是缓慢增加、后是突变减少。单一的大尺度大气环流因素无法解释南极海冰的长期变化趋势,海洋?大气相互作用对海冰的耦合影响还未得到充分研究。受南极海冰厚度遥感观测和数值模拟能力所限,现有数据仍无法准确量化全球变化背景下南极海冰的厚度和体积变化;目前南极海冰变化的气候效应还未充分明确。当前国内外对南极海冰研究的不足迫切要求发展长期可靠的南极海冰厚度数据,以突破南极海冰体积变化研究的难题,同时应综合考虑多气候模态和海气系统耦合的作用,研究南极海冰变化的机制及其气候效应。 相似文献
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Quantifying the contribution of natural variability to September Arctic sea ice decline 总被引：1，自引：0，他引：1
Arctic sea ice extent has been declining in recent decades. There is ongoing debate on the contribution of natural internal variability to recent and future Arctic sea ice changes. In this study, we contrast the trends in the forced and unforced simulations of carefully selected global climate models with the extended observed Arctic sea ice records. The results suggest that the natural variability explains no more than 42.3% of the observed September sea ice extent trend during 35 a(1979–2013) satellite observations, which is comparable to the results of the observed sea ice record extended back to 1953(61 a, less than 48.5% natural variability). This reinforces the evidence that anthropogenic forcing plays a substantial role in the observed decline of September Arctic sea ice in recent decades. The magnitude of both positive and negative trends induced by the natural variability in the unforced simulations is slightly enlarged in the context of increasing greenhouse gases in the 21st century.However, the ratio between the realizations of positive and negative trends change has remained steady, which enforces the standpoint that external forcing will remain the principal determiner of the decreasing Arctic sea ice extent trend in the future. 相似文献
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《Ocean Modelling》2009,28(3-4):114-129
A newly developed global Finite Element Sea Ice–Ocean Model (FESOM) is presented. The ocean component is based on the Finite Element model of the North Atlantic (FENA) but has been substantially updated and extended. In addition to a faster realization of the numerical code, state-of-the-art parameterizations of subgrid-scale processes have been implemented. A Redi/GM scheme is employed to parameterize the effects of mesoscale eddies on lateral tracer distribution. Vertical mixing and convection are parameterized as a function of the Richardson number and the Monin–Obukhov length. A finite element dynamic-thermodynamic sea ice–model has been developed and coupled to the ocean component. Sea ice thermodynamics have been derived from the standard AWI sea ice model featuring a prognostic snow layer but neglecting internal heat storage. The dynamic part offers the viscous-plastic and elastic-viscous-plastic rheologies. All model components are discretized on a triangular/tetrahedral grid with a continuous, conforming representation of model variables. The coupled model is run in a global configuration and forced with NCEP daily atmospheric reanalysis data for 1948–2007. Results are analysed with a slight focus on the Southern Hemisphere. Many aspects of sea ice distribution and hydrography are found to be in good agreement with observations. As in most coarse-scale models, Gulf Stream transport is underestimated, but transports of the Kuroshio and the Antarctic Circumpolar Current appear realistic. The seasonal cycles of Arctic and Antarctic sea ice extents and Antarctic sea ice thickness are well captured; long- and short-term variability of ice coverage is found to be reproduced realistically in both hemispheres. The coupled model is now ready to be used in a wide range of applications. 相似文献
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北极海冰冰盖自20世纪以来经历了前所未有的缩减，这使得北极海冰异常对大气环流的反馈作用日益显现。尽管目前的气候模式模拟北极海冰均为减少的趋势，但各模式间仍然存在较大的分散性。为了评估模式对于北极海冰变化及其气候效应的模拟能力，我们将海冰线性趋势和年际异常两者结合起来构造了一种合理的衡量指标。我们还强调巴伦支与卡拉海的重要性，因为前人研究证明此区域海冰异常是近年来影响大尺度大气环流变异的关键因子。根据我们设定的标准，CMIP5模式对海冰的模拟可被归为三种类型。这三组多模式集合平均之间存在巨大的差异，验证了这种分组方法的合理性。此外，我们还进一步探讨了造成模式海冰模拟能力差别的潜在物理因子。结果表明模式所采用的臭氧资料集对海冰模拟能力有显著的影响。 相似文献
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北极海冰输出区域海冰运动变化特征及其与北极航道适航性的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
随着北极地区气候变暖的加剧，北极海冰正在急剧消融，海冰的减少增加了北极地区航道的适航性。本文利用遥感数据反演得到的海冰运动产品对北极海冰输出区域以及东北航道以北区域的海冰运动特征进行了量化。结果显示，从北极中央海域向弗拉姆海峡以及格陵兰海流出海冰的南向位移量呈现出显著增长趋势，海冰的平均南向位移量在2007-2014年间达到1511 km，是2007年之前（617 km）的两倍以上，反映了北极穿极流（TDS）强度在不断增强。通过长时间序列分析发现，春季东北航道以北区域的海冰北向漂移速度在喀拉海呈现+0.04 厘米/秒/年的显著增长趋势（P<0.05）。海冰北向漂移对于东北航道的开通具有显著的影响，在拉普捷夫海与喀拉海，海冰北向运动速度与航道适航期的决定系数分别达到0.33（P<0.001）和0.15（P<0.05）。东西伯利亚海、拉普捷夫海以及喀拉海存在冰间湖区域的春季海冰面积变化与航道的适航期密切相关，海冰的北向漂移对拉普捷夫海和喀拉海的海冰面积减少也有显著影响，这说明北向漂移促进了海冰的离岸输送，造成海冰面积减少的同时形成冰间水道或冰间湖促使航道开通。为探究大气环流指数对海冰运动以及东北航道适航期的影响，本文利用大气再分析数据计算了中央北极指数（CAI）和北极大气偶极子异常（DA）指数。相关性分析表明，CAI比DA更能解释东北航道的适航期，而且CAI能够解释北极海冰输出区域海冰南向位移量变化的45%。最近10年，夏季正相位的CAI进一步加强，通过加强海冰离岸输运和冰间湖活动加剧了东北航道区域海冰变薄及其强度变弱，从而促进了东北航道的开通。 相似文献