科学家成功开发首个泛北极全年海冰厚度数据集

　　2022年9月14日，自然《Nature》杂志刊发文章《CryoSat2卫星的全年海冰厚度记录》（AyearroundsatelliteseaicethicknessrecordfromCryoSat2）文章称，挪威北极大学（UiTTheArcticUniversityofNorway）领导的研究团队基于深度学习和CryoSat2卫星数据，创建了首个泛北极全年海冰厚度数据集，为理解北极气候在不同时间尺度上的反馈提供了数据支撑。
　　随着气候变暖，北极海冰正在以至少1000年来前所未有的速度减少。随着冰原的消融引起北极地区商业利益的增加，它变得更加多变和易移动，这加剧了海上用户的安全风险。在每年5月至9月这一关键的融冰期，目前无法进行海冰厚度的卫星观测。而在这一时期，卫星观测对季节性预测等应用最有价值。自1980年代以来，卫星一直被用来测量北极的冰层厚度。但这种技术只在冬季有效，即从10月到3月，当冰雪寒冷干燥时。在夏季，冰雪融化导致融冰水汇集在海冰表面，使得卫星无法准确区分融化的冰和水。为了解决这一问题，科学家首次使用CryoSat2雷达高度计响应的深度学习和数值模拟来克服这些挑战。研究人员使用辅助卫星估算北极夏季月份的海冰表面粗糙度和融化池覆盖，以获得每个CryoSat2观测电磁（EM）距离偏差的定量预测。通过蒙特卡罗误差分析来评估偏差修正的不确定性。利用拉格朗日雪演化方案SnowModelLG估算海冰上的雪负荷（从雪的深度和密度），然后将CryoSat2夏季雷达数据转换为海冰厚度。在这一过程中，CryoSat2观测捕获了独立传感器记录的冰融化速率的空间和时间模式，并与泛北极海冰模型（PanArcticIceOceanModelling）和同化系统再分析模型模拟的海冰体积时间序列相匹配。观测结果显示，2011年至2020年间，北极海冰厚度在5月融化季节开始时为1。870。10米，到8月融化季节结束时为0。820。11米。此外，研究人员还构建了卫星传感器的新计算机模型，以确保其准确测量高度和厚度。基于模型和观测结果，研究人员首次生成融化期的泛北极海冰厚度数据集。
　　研究人员表示，基于该数据集，未来将能够根据冰的厚度进行海冰预报，不仅在冬季，而且在夏季也可以实现。这将降低船舶和渔船的安全风险。并且可以通过测量5月份的冰层厚度来预测9月份某个特定地点是否会有冰。此外，新数据还可用于先进的气候模型，以改善天气和气候预测。
　　转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2022年第18期，刘文浩编译。