北极海冰融化速度超出预想

2010-11-15 12:01 来源: 中国科学院
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  中国第四次北极科学考察队已出色完成科学考察任务凯旋归来。在长达80多天的科学考察中,承担全球变化研究国家重大科学研究计划“北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策”的第三课题“海冰、积雪变化及其对气候的影响”的中国海洋大学,派遣6名考察队员参加了国家海洋局极地考察办公室组织的第四次北极科学考察, 完成了对北极海冰变化的相关观测任务,考察发现北极海冰融化速度超出预想。

  据悉,中国海洋大学6名考察队员搭载我国的破冰船“雪龙号”进入北冰洋,进行了大范围的海冰考察,到达的最北站位为88°26′N,并搭载直升飞机到达北极点进行考察。主要针对北极海冰大范围融化现象,以海冰快速变化机理的研究为核心,开展相关领域的多学科综合考察,认识与海冰大范围融化相关联的大气、海冰和海洋过程,解决海冰快速变化的重大科学问题,为进一步预测海冰变化趋势提供科学依据。考察期间,共进行1个长达12天的长期冰站和8个短期冰站的考察。研究人员主要针对海冰吸收的太阳辐射、冰面雪面和融池的辐射平衡、上层海水结构及其对海冰融化的贡献、融池结构及其融化过程、开阔水域对海冰侧向融化的影响、海冰内部光学吸收及侧向衰减、海冰结构及其与快速融化的关系开展了工作。在冰站上对海冰、海水、融池、辐射等项目进行了观测,还进行了ROV搭载水下光学和热学观测和直升飞机遥感观测,获取了大量的考察数据。

  据研究人员介绍,通过对到达冰面的辐射、穿透海冰的辐射、海冰的光衰减、光的侧向衰减、海冰的结构变化、海冰的厚度变化、海冰的侧向融化等参数进行比较发现,当气温低于融点时,海冰融化速度很慢,每天大约1厘米;但当气温高于融点时,海冰迅速融化。太阳辐射对海冰的影响非常大。没有太阳的时间占大多数,海冰吸收的热量不多,融化速度较慢;而当太阳出来时,海冰一天的融化量可以达到没有太阳时5天的融化量。另外,冰面融池是海冰大范围融化的最重要因素之一。通过对冰面融池进行大规模研究发现,冰上大部分融池平均每天加深1cm,但加深过程是不均衡的。不过,也有些融池深度一直保持不变。融池冰芯的孔隙率很高,最大孔隙率达到70%以上,而融池附近海冰的空隙率为5%~7%。将融池钻透后,融池中仍然是淡水,融池中的淡水并没有与冰孔中的海水发生混合。2010年,海冰出现了“未融先开”的现象,即海冰并没有全面融化,但海冰密集度大幅度降低,在85°N以北海区出现大范围开阔水,这种现象在以前没有出现过。研究人员结合卫星遥感研究发现,今年的海冰变化与北极涛动负位相突然中断有关,与波弗特高压位置移到加拿大海盆南部也有密切关系。基于这种气象条件,海冰向外输送过程中断,导致大范围的海冰距离拉大。这种前所未有的变化表明,海冰厚度减薄之后,海冰漂移的连贯性难以继续维持,未来将有更多的夏季会在高纬海域出现大范围的开阔水。北极的开阔水将大量吸收太阳辐射能,结果将导致海冰融化速度的加快,使夏季无冰的北冰洋更早到来。