第 11 讲海冰及其数值模拟

刘喜迎liuxy@lasg.iap.ac.cn

大洋环流和海气相互作用的数值模拟

内容★ 气候系统中海冰的作用★ 影响海冰变化的热力学过程和动力学过程及其数值模拟★ 应用于气候研究的海冰模式简介

★ 气候系统中海冰的作用（一）海冰术语（ WMO 定义）（二）观测海冰的气候特征（三）气候系统中海冰的作用

（一）海冰术语（ WMO 定义）海冰及一般分类海冰密集度 碎冰 (Brash ice) 固定冰 (Fast ice) 浮冰 (Pack ice) 块冰 (Floe) 裂缝 (Fracture)水道 (Lead)边缘冰区 (Marginal Ice Zone(MIZ)) 冰穴 (Polynia) 雪冰 (Snow Ice)

http://www.antcrc.utas.edu.au/aspect/seaiceglossary.html

海冰的一般分类新成冰 (new ice)初期冰 (young ice)头年冰 (first year ice)多年冰 (old ice)

海冰术语

海冰及一般分类海冰密集度水道 (Lead)

小结与回顾

（二）观测海冰的气候特征

(A) 海冰观测方法(B) 观测海冰的气候特征

(A) 海冰观测方法海岸站测量表面船只测量估计钻孔航空器测量和卫星遥感可见光和近红外卫星观测（ AVHRR被动微波遥感 (SMMR,SSM/I)主动微波遥感 ( 雷达，如 SLR ， SAR 散射仪（ scatterometer ） )潜水艇测量声纳漂移冰站 (drifting ice station)

(B) 观测海冰的气候特征

3 月 9 月北半球海冰分布 (9-16 百万平方公里）

9 月 3 月南半球海冰分布（ 3.5-19 百万平方公里）

北半球海冰范围变化特

征

冰流示意图

The average ice thickness in (a) winter and (b) summer based on upward lookingsonar observations (Bourke and Garret, 1987).

海冰厚度

观测海冰的气候特征

分布特征：范围、冰流和厚度变化特征：季节，多年

小结与回顾

（三）气候系统中海冰的作用1 、海冰反照率作用2 、海冰隔热层、 阻挡层作用3 、海冰拖曳系数4 、影响海洋对流稳定 性

冰 - 反照率正反馈机制

暖异常造成冰盖面积偏小

夏季开洋面面积偏大

冰盖厚度偏薄

冰面雪盖面积偏小

向下的短波辐射通量偏大

向下净的热通量偏大

冰面雪盖面积偏小

大盐度异常（ great salinity anomaly) 事件 20 世纪 60 年代末，北大西洋北部海水大范围变淡（盐度异常）

北冰洋在全球海洋水循环中的作用

气候系统中海冰的作用海冰的四种作用

冰 - 反照率正反馈机制大盐异常（ great salinity anomaly ）事件

北冰洋在全球海洋水循环中的作用

小结与回顾