北极冰异常对亚洲夏季风影响的数值模拟

本文利用菱形截断15波的9层全球大气环流谱模式研究了北极关键区域海冰面积异常对亚洲夏季风环流、降雨量及我国夏季天气气候的影响,结果表明,格陵兰海-巴伦支海极冰偏多,导致亚洲夏季风环流特别是东亚季风环流的增强、我国东南部降水偏多;东西伯利亚海-波弗特海极冰偏多,导致东亚夏季风环流减弱、我国东南部降水偏少,而印度半岛季风增强;该区极冰偏少引起相反的效应。文中对上述效应的可能动力学机制也进行了讨论。因此,北极冰是引起亚洲夏季风年际气候异常的重要原因之一。     

无冰北极?

<正>2012年8月,美国国家冰雪数据中心报告,北极的冰盖缩小到了只有410万平方千米。出现了30年来夏季冰盖面积的最低值。科学家预测,夏季完全没有冰的北极可能将在20年甚至更短的时间内出现。北极夏季冰融化的速度是惊人的。"我们距离一个完全没有冰的夏季北极,只差四分之一的路了。"加拿大魁北克拉威尔大学的研究者路易斯·佛蒂尔说。如果有一天,夏天的北极完全没有了冰,世界会变得怎样?现实和科学研究已经给未来提供了答案。     

日本对北极航线开发与利用的谋划

北极航线是指穿越北冰洋连接大西洋和太平洋的海上航线。近年来,随着夏季北冰洋海冰的减少,北极航线作为一条新的海上运输路线在国际上受到越来越多的关注。北极航线可以将亚洲和欧洲北部通过最短的海上航线连接起来,与现有的苏伊士运河航线相比,大约可以缩短40%的距离。北极航线的利用不仅可以减少运输天数,还可以减少燃料消耗和温室气体排放。此外,利用北极航线也可以避开苏伊士运河路线存在的海盗等问题。鉴于北极航线具有上述潜在利用价值,日本作为亚洲航运大国对北极航线的开发与利用极为重视。在过去数十年中,日本在国家层面针对北极航线商业化运行所面临的政策、环保、科技支撑等问题做了系列准备。地方层面,北海道借助身处东亚、面向北极的独特地理优势,力图将自己打造为日本的北极航线开发与利用基地。而日本民间团体对北极航线的关注比政府更早。文章聚焦分析近10余年来日本从国家到民间各层级为北极航线的商业化运行所做的系统性准备,可为我国北极航线开发与利用提供参考。     

俄罗斯的北极研究

俄罗斯共和国拥有2500万平方公里的北极地区,包括北极圈以北的辽阔领土、北冰洋的一些海域和诸多的群岛。俄罗斯的北极研究可追溯到18世纪,但是,今天比过去任何时候都为重要,包括自然科学和生物科学、经济学、政治学、国防和外交事务等一系列广泛的活动,包括俄罗斯科学院许多研究所的参与。其直接     

北极争夺战

人们通常所说的“北极”，多数情况下是指“北极地区”，即北极圈以北的广大地区，包括北冰洋和其中的岛屿，中心点是北极点。北极圈内的陆地面积约800万平方千米，水域面积约1300万平方千米，周边国家有俄罗斯、挪威、丹麦、加拿大、美国、冰岛、瑞典和芬兰8国，其中6国环北冰洋。     

中国第十次北极物理海洋学科学考察综述

2019-08-10—09-27,自然资源部第一海洋研究所牵头实施完成了中国第十次北极科学考察,该航次采用的考察船为"向阳红01"科学考察船,这是我国首次利用非破冰船抵达北极海域执行科考任务.本航次在中央航道区域、楚科奇海、白令海等我国传统北极考察海域,以及东白令海陆架和西北太平洋新拓展的海域,进行了包括重点海域断面调...     

北极背景资料

北极地区大致指北极圈以北的区域。这个区域内最主要的部分就是北冰洋。北冰洋是所有大洋中面积最小、深度最浅的一个．面积为1478万平方千米，仅为太平洋的1／2；水深平均为1097米．不到太平洋的1/3。最大水深为5499米。仅为太平洋马里亚纳海沟的一半，有趣的一点是．北冰洋的面积与南极洳相当．斩处位置也正好是地球的两端。坡整个地球的形状来看．就像有人从北极方向打了地球一拳。把偌大一片土地从地球另一边的南极打出去了一样。     

北极阿蒙森湾一年冰物理和光学性质的观测研究

利用加拿大环极冰间水道系统研究项目,作者对2007年11月24日至2008年1月26日北极群岛阿蒙森湾海域秋冬季节一年冰的物理和光学性质进行了观测研究。结果显示,观测期间的海冰厚度整体在27～108 cm范围内变化,积雪厚度仅为0～6 cm。海冰温度、盐度和密度在冰内的分布特征为：海冰表层最低温度为–22.4℃,底层最高温度为–2.2℃,冰内温度随深度单调增大;盐度变化范围为3.30～11.70,冰内盐度剖面呈现“C”形,即表层和底层盐度较大,而中间层盐度较小;海冰的平均密度略大,为（0.91±0.03）g/cm³。通过观测人造光源在海冰中的透射辐射谱分布,发现一年冰的光谱透射辐射在490 nm和589 nm处呈明显的双峰结构,但随着海冰厚度的增加,双峰结构逐渐减弱,体现了海冰对于不同谱段辐射能衰减作用的差异。在可见光范围内,裸冰和雪覆冰的吸收率最小值出现在490 nm,在443～490 nm范围内二者的吸收率随波长增大而降低,在490～683 nm范围内二者的吸收率随波长增大而升高,但雪覆冰的吸收率在可见光范围内基本保持不变,体现了雪覆冰吸收率的光谱独立性。一年冰的谱衰减系数随波长呈“U”字形分布,紫光和红光谱段的衰减系数较大,中间谱段的衰减系数较小,589 nm波长的衰减系数最小,为1.7 m^–1。将谱衰减系数在可见光范围内积分,得到一年冰的积分漫射衰减系数约为2.3 m^–1,略高于多年浮冰的漫射衰减系数1.5 m^–1。阿蒙森湾一年冰与加拿大海盆北部多年浮冰辐射光学性质的差异,主要源于陆源物质输入引起的海冰内含物组分的改变,而不同组分对光谱的吸收和散射性质不同,进一步导致了光学性质的整体变化。     

北极海冰变化特征分析

本文利用NASA的海冰密集度资料(时间为1978年10月～2002年9月,分辨率为1.0×0.25),计算并分析了1978～2002年的北极海冰面积、范围的时间变化趋势以及变化的空间分布。     

北极的冰层正在分解

近年来,在北美洲的极地沿岸区,冰川正在大幅度地后退。在沃尔德—汉特岛(加拿大北极群岛),这个现象特别明显。以JeffricsM(阿拉斯加州立大学地球物理研究所)和MuellerD(加拿大魁北克省拉瓦尔大学极地研究中心)为首的美国—加拿大气候学家,冰川学家和气象学家小组对这个地区进行     

Bacteria and Viruses in Arctic Sea Ice

Oceanology - We studied vertical distribution of bacteria and viruses in different layers of the Arctic sea ice drilled at the North Pole. The sampled multi-year ice was characterized by uneven...     

北极高密集度冰区海冰的多时间尺度变化特征及其极端低值事件分析

利用美国冰雪中心(NSIDC)高分辨率海冰密集度等多种数据,定义了北极高密集度冰区(High concentration ice region:HCIR)海冰变化指数,在此基础上研究了1989—2017年HCIR海冰多尺度变化特征及其极端低值事件的可能形成原因。结果表明:北极HCIR海冰密集度具有显著的单峰型季节变化特征,4月密集度最高,9月密集度最低,年较差达17.70%,兼有夏季融冰期短、冬季结冰期长且持续稳定的特点。HCIR海冰存在显著的年际年代际变化,在2007年发生了年代际转折以后,海冰变化指数的年际变化幅度和频次明显加强,且在2016、2012、2007、2011、2008和2010年依次出现海冰密集度极端降低事件;2016年9月初HCIR海冰密集度达到历史最低值,接近50%。对HCIR海冰密集度极端低值事件的统计研究表明,29年间共出现874天(次)极端低值事件,约占总频次的8%;空间上海冰密集度的降低主要出现在沿HCIR边界线一带,存在巴伦支海-喀拉海北缘的斯瓦尔巴群岛-北地群岛和东西伯利亚-波弗特海两个中心区域,该空间分布与气旋式大气环流引起的北冰洋Ekman漂流的辐散分布相一致。这表明HCIR海冰密集度的极端降低与极涡的动力作用有关,同时风场对海冰的动力辐散作用还会引起HCIR开阔水域的扩大,进一步加强海冰反照率的正反馈机制,使得热力和动力作用耦合起来共同影响HCIR海冰的加速融化。     

Comparative Analysis of Arctic Sea Ice Area Derived from Satellite Microwave Radiometry Data (VASIA2 Algorithm) with Ice Charts of the Arctic and Antarctic Research Institute

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - The Arctic Sea ice area, calculated by the VASIA2 algorithm using the SSMIS data during the most intensive melting of the ice cover in 2019, is compared...     

The Effect of Seasonal Variability of Atlantic Water on the Arctic Sea Ice Cover

Under the influence of global warming, the sea ice in the Arctic Ocean (AO) is expected to reduce with a transition toward a seasonal ice cover by the end of this century. A comparison of climate-model predictions with measurements shows that the actual rate of ice cover decay in the AO is higher than the predicted one. This paper argues that the rapid shrinking of the Arctic summer ice cover is due to its increased seasonality, while seasonal oscillations of the Atlantic origin water temperature create favorable conditions for the formation of negative anomalies in the ice-cover area in winter. The basis for this hypothesis is the fundamental possibility of the activation of positive feedback provided by a specific feature of the seasonal cycle of the inflowing Atlantic origin water and the peaking of temperature in the Nansen Basin in midwinter. The recently accelerated reduction in the summer ice cover in the AO leads to an increased accumulation of heat in the upper ocean layer during the summer season. The extra heat content of the upper ocean layer favors prerequisite conditions for winter thermohaline convection and the transfer of heat from the Atlantic water (AW) layer to the ice cover. This, in turn, contributes to further ice thinning and a decrease in ice concentration, accelerated melting in summer, and a greater accumulation of heat in the ocean by the end of the following summer. An important role is played by the seasonal variability of the temperature of AW, which forms on the border between the North European and Arctic basins. The phase of seasonal oscillation changes while the AW is moving through the Nansen Basin. As a result, the timing of temperature peak shifts from summer to winter, additionally contributing to enhanced ice melting in winter. The formulated theoretical concept is substantiated by a simplified mathematical model and comparison with observations.     

北冰洋沉积物中浮冰碎屑含量与物源的区域变化--示踪北极地区晚第四纪大气和海洋环流格局

在用箱式和重力活塞取样器获得的岩心中 ,浮冰碎屑成分和分布可以为重建北冰洋晚更新世和全新世洋流分布格局提供有用的信息。 2 0世纪 60年代到 90年代有关北冰洋冰筏、沉积物组成和浮冰碎屑物源的研究主要集中在砾级范围内。 90年代以后许多学者开始研究细粒的浮冰碎屑成分及其物源 ( >2 50μm或2 50～ 3 0 0μm)。由于冰川冰山所携带和沉积的主要是粗粒浮冰碎屑 ,所以本次研究的重点为大于 2 mm的砾级碎屑。在现今的北冰洋 ,控制海冰和冰川冰山运动的表层洋流主要是美亚海盆中顺时针波弗特涡流和欧亚海盆中东向的绕极漂流。Bischof和Dar…     

Arctic Sea Ice in the First Half of the 20th Century: Temperature-Based Spatiotemporal Reconstruction

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - Global warming in the recent decades has been accompanied by a rapid decline of the Arctic sea ice area (SIA) in summer (11% per decade). To understand...     

应用微波辐射亮温确定北极海冰边缘的算法

海冰边缘区(MIZ)的边缘位置是微波遥感图像的1个基本特征,本文利用AMSR-E微波辐射亮温的强度比,提出1个确定MIZ边缘位置的方法。强度比最初用来确定数字影像中海冰和海水的阈值。研究发现,强度比也可以反应海冰与海水的微波辐射的差异。在无冰水域,垂直极化的18.7(V18.7)和36.5(V36.5)GHz的高级微波扫描辐射计(AM-SR-E)的亮温之比主要在0.86～0.89之间变化,此时它们在散点图中聚集成1条经过原点的直线;而在MIZ,它们的比值发生了显著改变。强度比比较好的体现了V18.7和V36.5的亮温比值在MIZ边缘处的变化特征:强度比快速增大,并且它的梯度出现极大值。全年中MIZ边缘处的亮温比值在0.89～0.90之间变化,此时对应的海冰密集度为0.08。