海冰覆盖度变化下北冰洋海浪研究进展

北冰洋地区海浪的生成和发展会受到海冰范围变化的显著影响。本文介绍了近年来基于浮标、潜标和走航观测,以及卫星遥感和数值模拟等方法开展的不同海冰覆盖度下北冰洋海浪的研究进展,包括海冰覆盖区海浪的传播机制等。北冰洋夏季开阔海域的平均有效波高可达3 m,在风暴期间,波弗特海有效波高可达5 m。除大西洋一侧,夏季北冰洋大部分海域海浪活动在过去几十年呈增强趋势,其中楚科奇-波弗特海有效波高增长趋势为1~3 cm/a。这一趋势主要是由海冰范围减少导致的风区增大和风暴的频率、强度增加共同导致的。基于CMIP5多模式集的预估结果显示,相比历史时期(1979—2005年),21世纪末(2081—2100年)北冰洋有效波高将以3 cm/a的速率持续增长,其中北冰洋中心地区东部海域增长最为明显。海浪活动增多会在消融期通过海浪-海冰正反馈机制促进海冰的消融。在沿岸地区,增多的海浪会加速海岸带侵蚀,促进沿岸冻土的崩解。极端海浪事件还会威胁航运安全。未来研究需基于更多的现场观测,加深对海冰范围和厚度变化影响下海浪的生成、发展、传播、衰减机制的认识,进一步提高冰区海浪模拟和预估水平。