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科研进展

AOSL: 2020年北极海冰创历史第二低,海冰精准预测有待提高

  2020年9月15日,北冰洋海冰范围达到了年度的最小值,约为374万平方公里,比1980-2010年期间的平均值(627万平方公里)小约40%。这一数值仅比2012年9月16日的334万平方公里大,大幅度小于之前的历史第二(2016年9月7日的414.5万平方公里)和第三(2007年9月14日的414.7万平方公里)的数值,最终9月平均达到392万平方公里,这使得2020年成为有现代观测记录(42年的卫星记录)以来海冰范围第二小的年份。

  然而,综合国际海冰预测网络活动(SIPN)近40个模式对于9月北极海冰覆盖面积的预测结果,发现6、7、8三个月预测的模式中值分别为433万、436万和430万平方公里,大多数模式都高估了2020年的海冰范围(图1),仅有少数几个较为“激进”的模式比较接近。
图1.  2021年3月26日,国际海冰预测网络活动(SIPN)发布了“2020年季后总结报告”(2020: Post-Season Report),与观测值相比,提前一个月的预测中值存在较大的高估。左侧箭头所示为中科院大气物理所的预测值,是表现较好的几个模式之一。
  海冰精准预测是一道国际性难题,近日,发表在《大气和海洋科学快报》的一篇文章检查了自2009年到2020年的预测情况,发现绝大多数年份(8/12)的预测都大幅度偏离了观测值,这表明目前北极海冰的季节内-季节预测还存在教大的提升空间(图2)。作者指出需要进一步提高模式初值同化系统、加强对大气环流和海洋状态的模拟,以及增加模式物理过程的完备性,考虑海冰融池等过程。
图2. 基于国际海冰预测网络活动的动力学模型预测得到的9月北极海冰展望的中位值和四分位距。
  除了需要提高区域平均的预测能力,北极海冰的空间分布预测更具挑战性,其准确预测的意义将更加巨大(图3)。作为全球气候变化的指标和“放大器”,全球冰冻圈的健康和稳定是气候系统稳定的基石,对于北极海冰的变化,需要高度重视、持续监测与深入研究。
图3. 2020年6月发布的9月北极海冰面积空间分布和实际观测情况。红框所示为中科院大气物理所的预测海冰分布,是表现较好的几个模式之一,图片来自于国际海冰预测网络活动(SIPN)2020年季后总结报告。
  文章链接:
  Wei, K., Liu, J.P., Bao, Q., He, B., Ma, J., Li, M., Song, M.R., Zhu, Z., 2021. Subseasonal to seasonal Arctic sea-ice prediction: A grand challenge of climate science. Atmospheric and Oceanic Science Letters 14,
 

 

  

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