近年來,北極海冰和環流的快速變化以及對全球海洋和氣候的影響,早已為世界各國所關注。随着國家海洋戰略的不斷實施,中國對北極地區的科學考察和研究工作也越來越重視。了解北冰洋的海洋環流和海冰的變化趨勢、物理過程及其機制,對認識中國氣候變化對北極氣候變化的響應和反饋具有重要意義,也為中國與相關國家合作開展北極科學研究提供必要的基礎。
在首席科學家陳長勝教授、海洋科學學院高郭平教授的帶領下,伟德BETVLCTOR國際海洋研究中心成功取得了多項突破性北極科學研究成果。他們利用海洋—海冰相耦合的數值模型對北極地區的海冰覆蓋面積、海冰密集度、海冰速度和海冰厚度等反映海冰特征的重要參數進行模拟,與美國國家冰雪數據中心的各類海冰觀測數據進行綜合對比驗證,成功再現北極海冰近40年時間和空間的變化,捕捉到了海冰變化異常年份的分布特征,并詳細分析了海冰對于包括熱通量、長短波輻射,風應力等氣象因素變化的響應和敏感性。同時,他們通過計算北極地區海水出入口的體積通量,揭示了加拿大北極群島在北冰洋環流中所扮演的重要角色,并成功總結了之前海洋學界争議較多的影響北極海水流出北冰洋的主要動力機制,得出加拿大北極群島上遊與下遊水位梯度差是決定北冰洋海水通過地形結構錯綜複雜的群島流出北極的主要因素,而北極區域的海表面大氣壓分布則是影響水位梯度差的關鍵。我校年青教師張瑜博士,作為中心的主要科學家,以第一作者的身份,将此兩項研究成果撰寫成論文,已發表在物理海洋學頂級期刊《Journal of Geophysical Research-Oceans》上。
圖1北極海冰模型與觀測數據分布特征比較
此外,他們結合全球尺度的海洋數值模型和區域尺度的北極海洋數值模型,成功捕捉到北極環流動力的主要特征,并通過對比多種不同分辨率的海洋數值模拟結果,詳細對比分析模型分辨率的差異對北冰洋環流模拟精确度所造成的影響,揭示了高分辨率數值模型對北極海洋動力機制研究的必要性,該成果已在物理海洋學著名頂級雜志《Progress in Oceanography》上發表。
圖2 FVCOM全球和北極海洋模型區域
2016年6月,我校青年教師張瑜博士應邀出席了在美國舉行的北極近岸安全首腦峰會,向環北極圈八國(美國,俄羅斯,加拿大,丹麥,芬蘭,瑞典,挪威,冰島)的最高近岸安全管理官員們介紹伟德BETVLCTOR國際海洋研究中心以及中國在北極科學領域所取得的成果,受到在場各參會國官員的高度贊揚。這些突破性的北極研究成果表明伟德BETVLCTOR國際海洋研究中心在北極地區海洋動力過程、海冰變化特征、環流影響機制等研究領域已處于國際領先水平,為我校在現有的全球海洋數據庫後報系統平台上進一步開發建立全球海洋預報系統奠定了堅實的基礎,對将來服務我國的海洋環境監測與保護,極端氣候的應對,北極航道的安全保障,以及北極自然資源的開發都具有重大意義。
研究成果原文鍊接:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JC011841/full
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JC011634/full
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661115002499