清華大學地學系聯合多家國際海冰研究主流單位共同發表北極海冰積雪橫向比較成果

2021-02-23 清華大學地球系統科學系

海冰積雪是國際冰凍圈和氣候變化學界的熱點問題，其通過調製極地大氣-海洋-海冰熱量交換進而影響海氣相互作用，同時也是高緯度水循環的直接表徵。由於其長期存在實地觀測難度大、遙感定量測量方法受限的情況，因此現有冰上積雪數據十分缺失。隨著北極海冰銳減，全球變暖以及水循環進一步增強，冰上積雪也發生了顯著變化。目前，國際上主流冰凍圈研究單位大多致力於估計大尺度海冰積雪分布的研究。

近期，清華大學地學系博士生周璐以第一作者在《冰凍圈》（The Cryosphere）雜誌發表題為「Inter-comparison of snow depth over sea ice from multiple methods」的學術論文，與包括英國倫敦大學學院（UCL），美國NASA，華盛頓大學（UW），丹麥技術大學（DTU），德國不萊梅大學（U-Bremen）等在北極海冰領域的國際主流單位合作，開展北極海冰積雪資料的橫向比較，為北極氣候變化研究和相關應用提供重要科學依據。本工作集成了八種國際上的雪厚重建和反演產品，重點評估冬季北極冰上積雪的季節內和年際變率以及雪厚的變化趨勢。研究顯示，八種產品的雪厚分布基本態一致但時空間差異性較大，UW的積雪最厚而DTU的積雪最薄（圖1）。同時，研究提出，在實際利用小尺度觀測（如浮標）進行算法訓練和數據驗證時，必須考慮到精細觀測的空間可代表性。該研究也為國際海冰和積雪的科學研究以及未來積雪遙感的載荷和反演算法設計（如ESA CRISTAL）等提供了重要依據。

近年來，地學系徐世明副教授團隊開發了新型被動微波遙感和測高相融合的 海冰-積雪厚度遙感新算法，基於CryoSat-2和SMOS衛星融合生產了2011年以來的冰雪厚度數據，並參與了此次積雪厚度橫向比較（圖1中DESS）研究。評估結果顯示，DESS產品的雪厚在氣候態、年際變率、與機載和實地觀測的一致性等方面均具有較好性能，在參與比較的八種產品中位於前列。

本文第一作者為地學系博士生周璐，地學系徐世明副教授為本文第三作者，合作作者還包括UCL，NASA等單位的相關科學家。本項工作得到了國家重點研發計劃（2017YFA0603902）等項目的支持。

相關焦點

  • 清華大學地學系徐世明副教授研究組開展高解析度多尺度北極海冰動力學建模研究
    高解析度是海冰變化科學研究和業務應用最重要發展方向之一，目前國際上北極海冰解析度最高水平已接近1公裡（如FESOM和MITGCM相關工作）。對海冰模式而言，提高解析度所最關注的問題是海冰多尺度形變，包括解析海冰線性形變特徵（LKF，Linear Kinematic Features），以及達到同高解析度觀測相一致的形變率的統計特性。
  • 北極海冰減少 影響的不僅僅是北極熊的家
    原標題：北極海冰減少 影響的不僅僅是北極熊的家 　　北極海冰減少 影響的不僅僅是北極熊的家 　　海冰曾是北冰洋的「甲冑」，如今「甲冑」越來越薄、越來越軟，有些已變成「輕紗」。海冰變化不是孤立事件，而是一個能引發海洋和大氣一系列變化的導火索。
  • 北極海冰減少 影響的不僅僅是北極熊的家
    北極海冰減少 影響的不僅僅是北極熊的家海冰曾是北冰洋的「甲冑」，如今「甲冑」越來越薄、越來越軟，有些已變成「輕紗」。海冰變化不是孤立事件，而是一個能引發海洋和大氣一系列變化的導火索。中國科學院青藏高原研究所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員與合作者研究發現，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送，相關研究成果於8月31日在線發表於《自然-氣候變化》。近期，有關北極海冰減少的壞消息接二連三：加拿大現存最大、最完整的米爾恩冰架坍塌，格陵蘭島冰蓋加速融化且將不復存在，甚至有科學家預測15年內北極海冰將消失。北極海冰真的會越來越少甚至消失嗎？
  • 北極海冰減少，影響的不僅僅是北極熊的家……
    科技日報記者 陸成寬海冰曾是北冰洋的「甲冑」，如今「甲冑」越來越薄、越來越軟，有些已變成「輕紗」。海冰變化不是孤立事件，而是一個能引發海洋和大氣一系列變化的導火索。中國科學院青藏高原研究所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員與合作者研究發現，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送，相關研究成果於8月31日在線發表於《自然-氣候變化》。
  • 全球變暖 北極海冰或將消失
    事實上，不管今年9月的北極海冰面積能否創造新紀錄，海冰面積偏少已無爭議。眾所周知，9月是每年北極海冰面積最小的月份。從2015年開始，國際海冰預測網絡活動每年6月到8月向全球科學家徵集當年9月北極海冰覆蓋面積的預測結果，各個研究機構需要在6、7、8三個月的月初提交三次關於當年9月的預測情況。在業內，國際海冰預測網絡活動代表了北極海冰在季節和季節內預測的最高水平。
  • 全球變暖 北極海冰或將消失
    從2015年開始，國際海冰預測網絡活動每年6月到8月向全球科學家徵集當年9月北極海冰覆蓋面積的預測結果，各個研究機構需要在6、7、8三個月的月初提交三次關於當年9月的預測情況。在業內，國際海冰預測網絡活動代表了北極海冰在季節和季節內預測的最高水平。　　2020年是國際海冰預測網絡活動的第六屆，今年8月全球39個機構提交了預測結果。
  • 北極海冰縮減 影響幾何？
    根據國際海冰預測網絡活動公布的結果多家研究機構預測的9月海冰平均數值比2019年的實際數值稍低眾所周知，9月是每年北極海冰面積最小的月份。從2015年開始，國際海冰預測網絡活動（SIPN）每年6-8月向全球科學家徵集當年9月北極海冰覆蓋面積的預測結果，各個研究機構需要在6月初、7月初和8月初提交三次關於當年9月的預測情況，SIPN代表了北極海冰在季節和季節內預測的最高水平。
  • 北極海冰減少，青藏高原將受「汙染」
    作者：韓揚眉中科院青藏高原研究所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員與合作者研究發現，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送，為理解青藏高原汙染物跨境傳輸提供了新視角，相關研究成果於8月31日在線發表於《自然-氣候變化》。
  • 大連理工大學最新研究成果揭示近10年北極夏季海冰物理性質劇烈變化
    近日，大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室李志軍教授團隊在北極海冰變化方面取得重要進展，研究成果「Physical properties of summer sea ice in the Pacific sector of the Arctic during 2008−2018」發表在地球科學領域國際權威期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》
  • 北極如何影響世界屋脊？海冰減少加劇汙染物向青藏高原傳輸
    中外合作的一項最新研究發現，全球氣候變暖背景下，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送。(中科院青藏高原所 供圖)中國科學院青藏高原研究所2日發布消息說，該所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員課題組及國際合作者，通過綜合分析青藏高原氣溶膠和氣象長期觀測數據、北極海冰數據、歐洲氣象中心再分析資料等完成的這一全球氣候變化領域重要科研成果論文，近日已由國際學術期刊《自然-氣候變化》在線發表，為理解青藏高原汙染物跨境傳輸提供了新視角。
  • 【中國新聞網】北極如何影響世界屋脊?海冰減少加劇汙染物向青藏...
    （中科院青藏高原所 供圖）4月北極海冰偏少相關的「泛第三極」水平和垂直環流異常，以及「北極-烏拉爾山-青藏高原遙相關（中科院青藏高原所 供圖）　　有「地球第三極」和「世界屋脊」之譽的青藏高原，與相距遙遠的北極之間有何關聯？中外合作的一項最新研究發現，全球氣候變暖背景下，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送。
  • 北極海冰減少導致汙染物向青藏高原傳輸
    【科技前沿】本報北京9月8日電 記者齊芳、通訊員劉曉倩從中國科學院青藏高原研究所獲悉，該研究所叢志遠研究員課題組與合作者研究發現，北極海冰減少將加劇目前，青藏高原變暖速率是過去30年的2倍多，從全球聯動角度減少人為排放是控制該地區環境風險的唯一途徑。這一成果日前在線發表於學術期刊《自然—氣候變化》。科學家們綜合分析了青藏高原氣溶膠和氣象長期觀測數據、北極海冰數據、歐洲氣象中心再分析資料等，得出這一結論。
  • 北極海冰減少加劇汙染物「飄」入青藏高原
    本報訊（見習記者韓揚眉 通訊員劉曉倩） 中科院青藏高原研究所高寒環境質量與安全團隊研究員叢志遠與合作者研究發現，北極海冰減少加劇氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送，為理解青藏高原汙染物跨境傳輸提供了新視角相關研究成果近日在線發表於《自然—氣候變化》。青藏高原與北極是全球最潔淨的地區之一。受大氣環流影響，青藏高原周邊南亞、中亞排放的氣溶膠等大氣汙染物跨境傳輸至青藏高原並對其氣候環境產生影響。目前，對該區域汙染物跨境傳輸的特徵和機制仍缺乏深刻認識。
  • 北極海冰減少加劇汙染物向青藏高原傳輸
    通過綜合分析青藏高原氣溶膠和氣象長期觀測數據、北極海冰數據、歐洲氣象中心再分析資料等，中科院青藏高原所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員等，與挪威卑爾根大學、南京信息工程大學、挪威大氣研究所、中科院西北生態環境資源研究院等單位合作發現，北極海冰減少加劇
  • 北極海冰減少導致汙染物向青藏高原傳輸
    光明日報光明日報北京9月8日電 記者齊芳、通訊員劉曉倩從中國科學院青藏高原研究所獲悉，該研究所叢志遠研究員課題組與合作者研究發現，北極海冰減少將加劇目前，青藏高原變暖速率是過去30年的2倍多，從全球聯動角度減少人為排放是控制該地區環境風險的唯一途徑。這一成果日前在線發表於學術期刊《自然—氣候變化》。科學家們綜合分析了青藏高原氣溶膠和氣象長期觀測數據、北極海冰數據、歐洲氣象中心再分析資料等，得出這一結論。
  • 過去的證據支持到2035年北極海冰完全喪失
    本周發表在《自然氣候變化》雜誌上的一項新研究支持有關到2035年北極可能沒有海冰的預測。上一個冰期之間的北極高溫-大約127000年前的溫暖期-困擾著科學家數十年。現在，英國氣象局的哈德利中心氣候模型使一支國際研究人員團隊能夠比較上一次冰間期與今天之間的北極海冰狀況。他們的發現對於改進對未來海冰變化的預測非常重要。在春季和初夏期間，北極海冰表面形成淺水池。這些「融水池塘」對於冰吸收多少陽光以及多少反射回太空非常重要。
  • 為何北極海冰融化南極海冰增多?
    在國家衛星氣象中心利用近30年衛星微波遙感數據製作的歷年1月4日南極海冰分布圖上，記者可以清晰地看到，從1978年至2011年間的1月4日，「雪龍號」所在海域海冰均基本消融，是進行科考、登陸比較好的備選區域。而今年同日該海域海冰面積相比歷史同期明顯增加，人們不禁疑惑：南極海冰在不斷增多嗎？
  • 最新科學發現：北極海冰減少加劇汙染物向青藏高原傳輸
    中國青年報客戶端北京9月2日電（中青報•中青網記者 邱晨輝）記者今天從中國科學院青藏高原研究所獲悉，該所高寒環境質量與安全團隊叢志遠研究員課題組及合作者發現，北極海冰減少加劇了氣溶膠等汙染物向青藏高原輸送
  • 海冰工程聯合試驗場蓄勢待發迎今冬海冰
    海冰工程聯合試驗場蓄勢待發迎今冬海冰該海洋試驗場位於遼寧省營口市鮁魚圈鳳冠島，日常管理由遼寧省海洋預警監測中心和營口市海洋預警監測中心共同完成。該試驗場自2016年成立以來，開展了多次針對海冰的觀測和試驗工作，已在The Cryosphere，Annals of Glaciology、中國科學和力學學報等國內外著名期刊上發表論文15餘篇。
  • 海冰工程聯合試驗場蓄勢待發迎今冬海冰
    記者從自然資源部國家海洋環境預報中心（以下簡稱「該中心」）了解到，近日，隨著聲學都卜勒波浪流速剖面和冰厚測量儀的成功布放，海洋工程聯合試驗場已完成今冬海冰監測、觀測和力學試驗的儀器布放和準備工作。目前，試驗場已經集成了測冰雷達、測繪級無人機、地面氣象站、高清圖像監控、溫度鏈、水下滑翔機和水下聲學冰厚測量儀等綜合海冰要素觀測手段，可以獲取完備的冰速、冰厚、冰溫、水溫、波浪、冰面輻射、冰底形態、碎冰尺寸和冰力學等數據。完備的海冰和水文要素數據可為研究海冰熱動力學過程、海冰與結構物相互作用提供數據支持，並可以為防冰減災提供決策依據。