过去千年尺度北极夏季海冰面积数据集的研发

摘要

北极海冰是地球系统的重要组成部分。海冰的变化对极地地区，乃至中纬度地区（北美、欧亚大陆等）气候至关重要。近30年遥感观测发现北极海冰正在快速消融，而这一变化趋势是否超过了海冰变化的历史波动仍不清楚。厘清这一问题需要重建北极海冰的长时间变化序列。已有的诸多研究通常使用代用指标进行海冰范围或海冰密度的重建，然而这些研究多反映局部海域的海冰变化，缺乏北极海冰整体变化的信息。基于此，本研究尝试探索新的海冰重建方法，基于北极海冰高反照率的特点，构建海冰反照率-大气环流统计模型，据此重建过去千年尺度北极地区夏季海冰面积的时空变化。结果显示，该方法所模拟的北极地区夏季海冰面积的时空动态变化特征与遥感观测高度吻合。重建的过去千年海冰变化序列显示，近30年海冰快速消融趋势远超过了历史时期海冰面积的波动。本研究提出的海冰重建方法，为进一步重建历史时期更长尺度海冰变化奠定了基础。数据集表明，最大面积出现在1259年，面积约为870万km~2；面积最小年份出现在2003年，面积约为538万km~2，在700余年间，北极海冰最小面积与最大面积相差约为332万km~2，面积减少了38%。