北极地区快速升温的驱动机制研究进展

受全球持续暖化影响,北极地区近地表气温正在以超过全球平均两倍以上的速度急剧升高,称为"北极放大"效应.北极的快速升温与地气系统的能量收支异常直接相关,学术界基于模式模拟、卫星观测等多种手段开展了大量研究工作,并提出了一系列的理论和证据,尝试从能量收支的角度对"北极放大"效应的驱动机制进行解释.对驱动"北极放大"的各种潜在机制的理论基础进行了阐释,并回顾了各种驱动机制的研究进展.综合现有研究表明,北极的快速升温既与受北极独特的地理、大气环境影响形成的多种辐射反馈机制(如海冰反照率辐射反馈机制、边界层大气逆温引起的温度梯度正反馈机制、普朗克反馈机制等)有关,也可能是由地球大气、海洋环流异常引起的极向物质与能量传输增强所致.通过对现有研究进行综合分析指出,受研究方法存在一定缺陷、高质量且时空完整的长时序辐射产品的缺乏,以及探索不同因素之间关联机制的综合性研究的缺少等影响,目前对于北极地区快速升温的关键驱动机制仍无定论,不同理论之间存在很大的分歧.进一步指出,长时序、高质量的地表与大气辐射产品研发,研究方法的进一步优化与各种气候因子变化对地气系统能量收支扰动的更准确量化,以及针对不同气候因子之间内在关联机制的综合分析,将是未来提升北极地区气候变化研究的重要方向.     

北极冰区通航能力变化研究进展

北极海冰的快速消融使得北极航道的通航潜力不断增加,深入认识海冰快速消融背景下北极各航道通航能力变化规律,对北极地区保护与航道开发至关重要.本文系统回顾了北极冰区航行风险评估模型的发展过程和北极航道通航能力变化研究现状.北极冰区航行风险评估模型从早期静态的"区域/日期"航行安全控制机制,到近期国际海事组织融合各国管理经验推出的精细且具广泛适用性的POLARIS系统,取得了很大进展.未来应同时考虑发展融合实时冰情、海况及船况的综合风险评估模型和高时空分辨率的海冰遥感观测能力,以支撑冰区航行风险的快速、准确量化.现有研究对北极航道通航能力的整体认识仍然不足,体现在航道通航能力的历史变化研究仍停留在对沿线海冰范围等参量变化分析的间接认识水平,鲜有针对航道通航能力关键特征的分析;基于气候模式资料的北极航道通航未来潜力预测整体保守且差异较大;北极航道开通潜在经济、生态环境与政治风险与效益评估仍然存在争议.融合多源历史数据构建航道通航关键特征的提取与分析方案,有望系统揭示北极航道通航能力的历史变化规律;利用长时序遥感观测数据对模式资料进行修正,进一步对航道通航潜力进行预测可一定程度提高预测的可靠性;...