武汉大学中国南极测绘研究中心艾松涛教授课题组在北极海冰运动加速度分析方面取得新进展。相关研究成果以“Arctic Sea Ice Acceleration: Seasonal Pulses, Spatial Contrasts, and a Sea Ice Concentration–Dependent Rheological Threshold”为题发表于地球物理与海洋科学领域国际期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》。论文第一作者为博士研究生欧阳润川，通讯作者为艾松涛教授，合作者包括中心博士后Shoukat Ali Shah、博士生蔡祎、胡昌宏和武汉大学生命科学学院彭方教授。

图 1 2013–2024年各海域每日的浮标轨迹点数量

长期以来，海冰漂移速度（V）是衡量北极海冰动力学响应的常规指标。然而，速度反映的是累积位移，难以捕捉海冰在短时强迫下的力学弱化信号。该研究引入海冰运动加速度（Acc）——即速度的时间导数——作为一种新的诊断指标，利用国际北极浮标计划（IABP）2013–2024年超过2000个浮标大约1200万个轨迹点数据，首次在北极盆地尺度上系统刻画了Acc的时空特征，并与V进行了全面对比。

研究发现，加速度比速度展现出更鲜明的空间差异和更突出的季节性脉冲特征。通过分段回归模型，研究识别出海冰从粘塑性抵抗向自由漂移转变的流变阈值——该阈值对应的海冰密集度（SIC）约为0.63至0.81，且边缘海（~0.81）远高于中央海盆（~0.63），表明较薄的当年冰在更高密集度下即已丧失力学完整性。在阈值附近，加速度的归一化灵敏度是速度的两倍以上。

图 2 2013–2024年海冰运动加速度随海冰密集度的变化关系

尤为关键的是，过去十年间，波弗特海和楚科奇海的加速度季节性振幅增幅超过40%，而同期速度未呈现任何显著趋势。这一加速度特有的增强信号，揭示了边缘海冰区正从惯性漂移转向事件驱动型动力学状态——多年冰流失与夏季气旋增强共同促使海冰对外部强迫的瞬时响应不断加剧，但难以转化为持续漂移。

该研究为监测北极海冰力学状态演变提供了可复现的加速度诊断方法，所识别的SIC依赖流变阈值为改进海冰模式参数化提供了观测约束。研究得到国家重点研发计划、湖北省国际科技合作项目以及中央高校基本科研业务费等项目资助。

论文信息：Ouyang, R., Shah, S. A., Cai, Y., Hu, C., Peng, F., & Ai, S. (2026). Arctic sea ice acceleration: Seasonal pulses, spatial contrasts, and a sea ice concentration–dependent rheological threshold. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC023182. https://doi.org/10.1029/2025JC023182

 （供稿：欧阳润川；排版：王月云；审核：艾松涛、周春霞）