NRC：南大洋气候系统中的南极海冰变化研究进展

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	NRC：南大洋气候系统中的南极海冰变化研究进展
	王立伟
	2017-04-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	8
语种	中文
领域	地球科学
栏目	战略规划与政策
中文关键词	南大洋 ; 气候系统 ; 南极海冰
中文摘要	2017年4月，美国国家研究理事会（NRC）基于由极地研究委员会和美国科学、工程和医学院的海洋研究委员会组织召开的研讨会，针对南极海冰变化发布题为《南大洋气候系统中的南极海冰变化——研讨会进展》（Antarctic Sea Ice Variability in the Southern Ocean-Climate System: Proceedings of a Workshop）报告。该报告主要从南极观测、南极海冰变化、未来需求和发展机遇等方面进行了分析，本文针对报告的核心内容进行简要介绍，以期对我国的相关工作给予借鉴。
情报分析_信息来源性质	政府机构
情报分析_信息来源期刊	《南大洋气候系统中的南极海冰变化——研讨会进展》（Antarctic Sea Ice Variability in the Southern Ocean-Climate System: Proceedings of a Workshop）
情报分析_信息来源机构	美国国家研究理事会（NRC）
情报分析_机构类别	政府机构
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	战略规划与政策
情报分析_研究主题	南大洋气候系统中的南极海冰变化
情报分析_研究内容	1 科学目的在之前的2012—2014年期间召开的研讨会提出：南极周围的海冰比卫星观测记录中的任何其他时间都更广泛。研讨会对南极海冰趋势或区域变率的原因尚未达成共识，观测模式在地球系统模型中的表现不佳。基于海冰在地球系统中的重要性，以及对南半球过去海冰变化和未来海冰变化趋势的了解召开了此次研讨会，以评估南极周围的近海冰变化和变率。此次研讨会的具体目的如下：（1）检测近期（近50年）南极海冰变率的观测和建模记录。（2）评估关于控制近期南极海冰变化和变率过程的关键假设的证据。（3）突出新研究的知识空白和重要领域，以澄清过去海冰变率的机制，并有助于约束未来南极海冰变化的预测。 2 未来的需求和机遇研讨会综合了几个重点关注和总体性的研究主题，特别关注南极未来的观测和研究的需要。以下综述了南极海冰变化研究的未来需求和机遇： 2.1 观测（1）改进卫星记录。许多参加研讨会的研究人员提出，卫星记录可以通过增加以下卫星观测得到改进：①改进和验证卫星搜索的大型海冰边缘与集中度、厚度和积雪覆盖度与深度，包括用于确定卫星记录的海冰浓度和范围算法，以及数据的准确性、偏差和精度（即，边际冰带、季节和地区的覆盖）；②冰储量；③冰流动速度；④冰川物质平衡；⑤降水和雪积累率和损失率；⑥高分辨率下的冰川大规模运动、动力学和变形。（2）海洋学测量。许多参会者也确定了海洋学测量对于了解南极海冰变化的重要性。例如：①海洋原位观测，以评估热量和淡水异常的垂直和水平分布；②进行冰川和海洋原位观测，以评估季节性冰雪层厚度演变的控制机制，海洋与冰架之间的相互作用；③深海测量，以评估与海冰变化有关的温度和盐度变化以及不同深度的融水影响；④冰下和冬季全深度的水文剖面观测（如温度和盐度）；⑤横向海洋环流变化；⑥将垂直热通量作为时间函数，以更好地了解颠覆性的循环；⑦四维海洋循环场观测，包括时间变化关键节点等。（3）更长的海冰变化记录。研讨会强调了产生更长海冰变化记录的重要性。卫星数据可以很好地涵盖最近代的海冰变化和趋势；然而，有必要将1979年之前的数据重构，以便更好地了解未来发展趋势。扩展历史记录还将有助于不同模型进行比较，以了解最新趋势和预测未来发展趋势。扩展的观测记录的选项包括：①ESMR数据与1979年以后的同质化记录；②填补冰川绘图；③Nimbus记录的校准（例如，1964年和1966年的异常）；④使用散射仪数据重新校准当前数据（2000年后的数据），以更好地定义海冰范围；⑤冰芯化学研究；⑥沉积物记录；⑦早期的船只/捕鲸记录；⑧企鹅殖民记录。（4）再分析的耦合。研讨会上，研究人员特别考虑到再分析限制了海冰趋势和西风作用的评估，很难评估再分析产品的不确定性，以及一个同质记录的构建。冰厚度、冰上积雪深度、冰移动的趋势、积雪率和模式、降水和云（例如，短波）的观测可能有助于限制再分析。一些参会者建议选择特定问题和/或区域（例如，罗斯海），并使用代理数据来测试和验证再分析。（5）模型评估观测。许多与会者指出，观测对于支持模型评估至关重要。南大洋预测可能是一个很好的模型评估数据集。研究已经表明，表面通量对于正确评估水质是至关重要的。研讨会提出还需努力进行更多的预测和大型集成观测，而不是强调细尺度解决涡流、冰穴和下吹风的观测研究。改进模型的其他观测包括表面物质平衡和冰下的海洋温度和盐度剖面。 2.2 模型（1）模型参数化的改进。研究人员表示，需要对模型参数化进行改进，以提高海冰趋势和变异性的建模。需要改进的参数化实例包括冰湖、冰移动（特别是冰阻系数）、海冰下的混合层方案、云的作用（特别是考虑到南大洋是地球上最多云的12个地方之一）和波浪-海冰相互作用。（2）建模研究和对比。研讨会参与者还讨论了建模研究和相互比较，以提高对南极海冰变化的理解。一些与会者指出，在实验中可能会有一个高分辨率的大气模型，特别是在罗斯海。其他人则提出应测试海冰对不同模型的响应研究。另一个想法是分析一个基于过程的预算，以查看年际变率（例如，热力学与运输）。 2.3 基于过程的理解许多参与者表示，基于过程的理解对于提高对南极海冰变化机制的理解至关重要。过程研究还提供了全球耦合模型的验证。这种过程研究可以由移动站组成，可以考虑到季节性循环，并且可以通过自主装置和高分辨率被动微波观测（例如，边际冰带）进行补充。南极过程研究中解决的关键过程对于了解基于过程研究是至关重要的：①春季/夏季的热量和淡水异常影响；②放大或减弱季节性冰—海洋反馈的风；③海洋分层影响，从而影响海冰厚度的季节变化；④放大或减弱海冰变化的响应；⑤极端的环境事件，以扩大影响或颠覆海冰的响应；⑥边际冰带、冰湖的动态与热力学；⑦海冰波浪的形成和融化。 2.4 与公众沟通研讨会的主题之一是沟通的重要性。南极海冰研究正趋向公众化。关于人为气候变暖证据的公开谈话中，海冰是一个被引述的指标。一些与会者表示，需要比较和对比北极和南极海冰变化示意图。这样的示意图可以突出南极与北极相比，大面积的变化，两个地区的不同地理位置，以及不同的海洋循环和热交换过程。鉴于海冰在地球系统中的重要性，许多研究人员表示，提高对南极海域海冰变化和变率的理解至关重要。
原文题名	Antarctic Sea Ice Variability in the Southern Ocean-Climate System: Proceedings of a Workshop
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180435
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	王立伟. NRC：南大洋气候系统中的南极海冰变化研究进展. 2017.