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“智汇极地”学术沙龙第28期


---卫星遥感观测的北极多年冰变化及影响机制

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发布时间:2020-11-12 10:09:28
浏览:48 次

核心提示:

极地地区多年冰覆盖范围在过去的20年中(1999-2019)明显减少,本研究主要回答了两个关键科学问题:(1)控制北极地区多年冰范围减少的关键物理过程是什么?(2)大气环境的调控作用和机制是什么?

人物介绍:

毕海波,男,中国科学院海洋研究所副研究员,主要开展极地海冰变化的热、动力学过程与气候变化的耦合机制研究。系统分析了北极关键水道海冰输出规律,阐明了海冰平流、融化过程以及气旋活动对北极海冰范围减少的调控作用,揭示了南极地区云-海冰-大气的耦合模态。近期,致力于北极多年冰及影响机理研究,探讨了北极地区水汽和热量输送对北极海冰的影响,揭示了太平洋年代际变化(PDO)对北极太平洋扇区内海冰变化的影响,并正在与哥伦比亚大学团队合作搭建了基于马尔科夫模型的北极海冰预报模式。以上研究将为理解中、高纬大气相互作用及与极地海冰变化规律奠定基础。目前,已在《The Cryosphere》、《JGR-A》等杂志上发表研究论文24篇(第一/通讯SCI论文17篇),申请专利和软件著作权共10项。

报告详情:

 20201111日晚上7点,由武汉大学中国南极测绘研究中心举办的“智汇极地”学术沙龙第28期在中心三楼会议室以及腾讯会议成功举办。本期讲座嘉宾为来自中国科学院海洋研究所的毕海波老师,报告主要介绍卫星遥感观测的北极多年冰变化及影响机制,南极中心赵羲副教授主持报告会。

报告首先从极地海冰变化、卫星遥感研究的优势、中国科学家研究北极海冰的重要性、中科院海洋所涉足极地的必要性和可行性等方面介绍了报告的研究背景及意义(如图1所示)。北极东北航道,又称为冰上丝绸之路,全程18520公里(如图2所示)。这条航线比传统航线节约航程12天。北极东北航道开启以来,中远集团某海运公司已经节约了6900多吨燃油,缩短船期220多天,节省5300多万元人民币。北极东北航道的开通、大大缩短我国与西北欧的海运里程。从上海港至汉堡港,穿越北极东北航道的航线比经苏伊士运河的传统航线缩短约2700海里;而从摩尔曼斯克走东北航道到上海比传统航线可缩短40%的航程,少用16天左右时间,可以节省20%的燃油,从而减少了二氧化碳的排放。

 

1 研究背景及意义

2北极东北航道

 

然后,毕海波老师在北极海冰变化情况中,介绍了海冰范围变化、北极海冰厚度变化,并且提出关键科学问题:(1)控制北极多年冰范围减少的关键物理过程是什么?(2)大气环流的调控机制和作用是什么?

针对卫星观测北极多年冰变化的问题,毕老师介绍了采用星载微波散射计数据、星载辐射计数据、再分析数据、SAR数据等研究数据反演海冰密集度的方法和结果。反演结果显示,QuickSCATASCAT对比验证相差2%,分别为10%12%(如图3所示)。对比长时序卫星观测时段的多年冰变化,区域多年冰变化显示,北冰洋整体、太平洋扇区、大西洋扇区的多年冰范围和冰龄呈现出逐年下降的趋势(如图4所示)。

 

 

3 密集度反演的对比验证

 

4 长时序卫星观测多年冰变化(左)和区域多年冰变化(右)

之后,毕老师从海冰输入、海冰输出、海冰补充三个方面对北极多年冰变化的影响机制进行探讨。以弗拉姆海峡为例,逐年分析多年冰面积通量和面积变化情况、多年冰融化与海冰输出的关系、北极多年冰夏季补充面积。从大气因素、气温变暖、大尺度大气环流等方面分析影响北极多年冰变化不同机制的相关性(如图5所示)。

 

 

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5 影响北极多年冰变化的不同机制

介绍完报告之后,与会的师生与毕海波老师进行了热烈讨论,大家受益匪浅。倾听报告的各位老师和同学对这次讲座精彩纷呈表示感谢!

 

 

(编辑:杨子健  审核:郝卫峰)

 

 

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