Page 5 - 《高原气象》2025年第5期
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第 44 卷  第 5 期                        高     原     气    象                             Vol. 44  No. 5
                2025 年 10 月                       PLATEAU METEOROLOGY                               October， 2025


               张功， 韩博， 杨清华，等， 2025.  极地冰区海-气湍流热量交换的研究综述［J］. 高原气象， 44（5）： 1123-1132.  ZHANG Gong，
               HAN Bo， YANG Qinghua，et al， 2025.  Review of Research on Air-sea Turbulent Heat Exchange Over Polar Sea Ice Regions［J］.
               Plateau Meteorology， 44（5）： 1123-1132.  DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00005. CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/
               P.2025.00005.



                          极地冰区海-气湍流热量交换的研究综述




                                       张 功      1， 2 ， 韩 博 ， 杨清华 ， 陈枫壕               1
                                                                          1
                                                              1
                             （1. 中山大学大气科学学院，  南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），  广东  珠海    519082；
                                                2. 江西省林业科学院，  江西  南昌    330013）

                       摘要： 全球变暖导致南极与北极海冰发生了快速变化， 并引起了一系列气候反馈。在这些反馈过程中，
                       极区海-气湍流热量交换起到了关键作用。太阳辐射作为极区海表能量的主要来源， 主要用于海冰融化
                       和海-气热量交换， 但海冰较高的反照率导致其对辐射的吸收较小。海-气热量交换受海表与大气的温
                       度梯度、 湿度梯度等影响， 海冰边缘区以显热为主， 距离海冰较远处以潜热为主， 在北极以显热为主，
                       而在南极以潜热为主， 并且南北极的海-气热量通量均具有季节性特征。海冰在一定程度上会阻碍海-
                       气的热量交换。因此， 准确的海冰区海-气湍流热量交换参数化是模拟海-气相互作用关键， 但受极区环
                       境的限制， 现场观测资料仍然极度稀缺， 精确刻画海冰区的海-气湍流交换依然极具挑战性。在未来研
                       究中， 应加强极区海气通量的观测网络建设， 尤其是海冰区的原位观测， 这对深刻理解极区海气作用对
                       气候变化的影响， 降低气候模式的不确定性至关重要。其次， 充分考虑海冰的动力与热力因素， 进一步
                       优化参数化方案， 或研发新模型， 提高模拟精度。再者， 明确海冰区波浪对海-气湍流热量交换的影响，
                       补充研究的空白。最后， 进一步评估极区海-气湍流热量交换对气候变化的贡献， 深入揭示极区海洋对
                       气候变化的反馈机制。
                       关键词： 海-气湍流交换； 能量收支； 海冰边缘区； 走航观测
                       文章编号： 1000-0534（2025）05-1123-10   中图分类号： P404   文献标识码： A
                       DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00005
                       CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00005


               1  引言                                             受到了广泛关注（England et al， 2020； 王今菲等，
                                                                 2021； 王昀等， 2023）。
                   极地海冰范围的变化导致了极地气候可能处
                                                                     极区海-气湍流热量交换与海冰密切相关。一
               于失稳状态， 影响我国乃至东亚地区的气候（韩笑
                                                                 方面， 从海冰区域到开放水面， 海表热力、 动力特
               笑等， 2023； 王岱等， 2024）。如北极海冰覆盖范围
                                                                 征等发生了变化， 导致了海表与大气的温度梯度、
               减少导致了海冰边缘区［marginal ice zone， MIZ； 海
                                                                 湿度梯度以及风速等的变化（Overland et al， 2000，
               冰密集度（sea ice concentration， SIC）在 15%~85%
               之间］增大和进入海洋短波辐射显著增加， 影响我                           2016； Yu et al， 2017）。另一方面， 海冰变化直接影
               国西北地区汛期的降水分布（Overland et al， 2016；                响了海洋对辐射的吸收， 导致了海-气热量交换的
               王岱等， 2024）。南极海冰在季节内和年际尺度的                         季节性和年际性波动（Cummins et al， 2023； Lique
               变 率 增 强 ，  增 加 了 风 暴 发 生 频 次（Parkinson，           and Steele， 2013； Miller et al， 2017）。由于缺乏对
               2019）。极区海冰的变化对海-气热量交换的影响                          上述过程的刻画， 现有数值模式结果与现场观测存


                  收稿日期： 2024⁃05⁃26； 定稿日期： 2025⁃01⁃09
                  资助项目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目（42305078）； 南 方 海 洋 科 学 与 工 程 广 东 省 实 验 室（珠 海）（SML2023SP217， SML2022SP401，
                          SML2021SP201， SML2020SP008）
                  作者简介： 张功（1989 -）， 男， 安徽全椒人， 副研究员， 主要从事地气相互作用研究. E-mail： zhangg65@mail.sysu.edu.cn
                  通信作者： 韩博（1982 -）， 男， 陕西宝鸡人， 教授， 主要从事大气边界层研究. E-mail： hanbo5@mail.sysu.edu.cn
                  © Editorial Department of Plateau Meteorology （CC BY-NC-ND）
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