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HIRHAM-NAOSIM区域气候模式中北极海冰漂移及其与风速和海冰密集度的关系评估

15、冰冻圈科学 > 专题6：海-冰-气相互作用的物理过程和机制

本研究基2003-2014年的海冰观测和大气再分析数据，评估了大气-海冰-海洋区域气候模式HIRHAM-NAOSIM中模拟的北极海冰漂移速度及其与近地表风场、海冰密集度的关系。海冰观测数据包括基于卫星观测的KIMURA海冰漂移速度(Kimura et al., 2013)和NSIDC bootstrap海冰密集度。大气再分析资料包括ERA-Interim 10米风速。
观测/再分析数据和模式中的海冰漂移速度均随近地表风速的增加而增加。在观测/再分析数据中，风速大于4 m/s时海冰漂移速度随风速的增加速率大于风速小于4 m/s时海冰漂移速度随风速的增加速率。在模式中，海冰漂移速度随风速的增加速率几乎是线性的，即海冰漂移速度随风速的增加速率在不同的风速下几乎都是一致的。另外，模式模拟的增加速率高于观测/再分析数据。在海冰漂移速度与海冰密集度的关系方面，观测数据显示两者在9月没有明显的相关性；在3月，海冰密集度大于90%时的海冰漂移速度显著低于海冰密集度小于90%时的海冰漂移速度。在模式中，当海冰密集度大于30%时，3月和9月的海冰漂移速度均随海冰密集度的增加而减小。另外，模式高估了3月低密集度海冰(密集度<80%)的覆盖范围。
本研究还基于包含海冰边缘形拖曳力的冰-气间动量与热量传输系数(Lüpkes and Gryanik, 2015)进行了敏感性实验，以探究HIRHAM-NAOSIM模式对海冰边缘形拖曳力的敏感性。结果表明，添加海冰边缘形拖曳力的影响后，海冰漂移速度随海冰密集度的增加而减小的速率变快。另外，地表湍流通量和海冰漂移速度也有明显的变化。
参考文献

Kimura, N., Nishimura, A., Tanaka, Y., and Yamaguchi, H.: Influence of winter sea-ice motion on summer ice cover in the Arctic, Polar Research, 32, 2013.
Lüpkes, C. and Gryanik, V. M.: A stability-dependent parametrization of transfer coefficients for momentum and heat over polar sea ice to be used in climate models, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120, 552-581, 2015.