包含水分循环和海冰物理过程的气候模式及气候因子对海冰变化的影响

鉴于水分循环和海冰过程是气候变化研究中两个比较薄弱的环节，而在以往的一些气候模式中往往简化甚至忽略了其中之一，给气候变化的研究带来了一定的不确定性。因此本文设计了一个包含详细水分循环和海冰物理过程的二维气候模式，在模拟出极地海冰面积和季节循环基础上，详细研究了存在大气、海洋、海冰以及水份循环中的各种气候因素对海冰季节循环的影响，得到了一些比较有意义的结论：（1）当大气中感热和潜热输送加强时，海冰面积减小，反之则增大。结合海冰面积增大有助于向极热量输送加强的结论，我们认为在北极地区存在着一种维持大气—海洋—极冰系统平衡的负反馈机制，即海冰面积增大，导致向极热量输送的增加，而向极热量输送的增加又有助于海冰面积的缩小。（2）当地表向大气输送的感热和潜热增大时，海冰的面积将增大，反之则减小。这一结论与海冰的隔热效应联系在一起，我们推测在冰线附近可能存在着一种周而复始，互为因果的时间自组织现象，即LE，HS↑→海冰面积于↑→LE、HS↓→海冰面积↓→LE、HS↑。通过这种时间自组织行为，海冰面积在一定程度上可以实现自我调节。（3）当边界层的垂直湍流交换系数减小时，海冰季节循环的振幅增大，即冬季海冰面积增大，夏季海冰面积减小；