Page 186 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第9期

第 50 卷 第 9 期 武 汉 大 学 学 报（ 信 息 科 学 版 ） Vol.50 No.9
2025 年 9 月 Geomatics and Information Science of Wuhan University Sept. 2025

引文格式：江萌,周春霞,张腾，等 . 北极海冰区 1981—2020 年辐射通量的时空变化特征与分析[J]. 武汉大学学报（信息科学
版）,2025,50(9):1914-1927.DOI:10.13203/j.whugis20220630
Citation：JIANG Meng,ZHOU Chunxia,ZHANG Teng,et al.Spatial-Temporal Variation of Surface Radiation Budget over the
Arctic Sea Ice Region from 1981 to 2020[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2025, 50(9): 1914-1927.
DOI:10.13203/j.whugis20220630

北极海冰区 1981—2020 年辐射通量的

时空变化特征与分析

江 萌 1,2 周春霞 1,2 张 腾 1,2 陈晓丽 1,2

1 武汉大学中国南极测绘研究中心，湖北 武汉，430079
2 极地环境监测与公共治理教育部重点实验室，湖北 武汉，430079

摘 要：北极海冰快速消退，表面净辐射及云辐射强迫变化显著，综合分析其时空变化特征对认识全球气候环境变化具
有重要意义。基于欧洲中期天气预报中心第 5 代气候再分析数据集分析了 1981—2020 年北极海冰区域表面净辐射（短
波净辐射、长波净辐射和总净辐射）及云辐射强迫（短波云辐射强迫、长波云辐射强迫和总云辐射强迫）的季节、年际和年
代际变化特征。结果表明，1981—2020 年北极夏季海冰区域总净辐射的均值为 84.16 W/m ，其对地表起加热作用；总云
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辐射强迫均值为−16.78 W/m ，云对地表起冷却作用。相较于长波辐射，短波辐射对表面净辐射和云辐射强迫的贡献更
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为显著。1981—2020 年短波净辐射呈明显的上升趋势，10 年变化速率达 2.22 W/m ，在 2011—2020 年却转为急剧下降趋
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势，10 年下降速率可达到 6.58 W/m ；短波云辐射强迫在 1981—2020 年夏季均值为−67.91 W/m ，以−2.75 W/m 的 10
年变化速率显著下降，表明云对地表的冷却效应增强。北极边缘海域辐射通量变化剧烈，特别是巴伦支海-喀拉海，该海
域夏季总净辐射与总云辐射强迫变化速度最快。
关键词：北极海冰区域；表面净辐射；云辐射强迫；ERA5；时空变化特征
中图分类号：P237 文献标识码：A 收稿日期：2024⁃09⁃10
DOI：10.13203/j.whugis20220630 文章编号：1671⁃8860（2025）09⁃1914⁃14

Spatial-Temporal Variation of Surface Radiation Budget over
the Arctic Sea Ice Region from 1981 to 2020

1，2
JIANG Meng ZHOU Chunxia ZHANG Teng CHEN Xiaoli 1，2
1，2
1，2
1 Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China
2 Key Laboratory of Polar Environment Monitoring and Public Governance(Wuhan University), Ministry of Education, Wuhan 430079, China
Abstract： Objectives: The Arctic sea ice region is rapidly decline, and the surface net radiation and cloud
radiative forcing are of great importance to understand global climate and environment change. Methods: A
long-term dataset of 40 years (1981— 2020) from the European centre for medium-range weather fore⁃
casting reanalysis v5 is adopted to investigate the seasonal, annual and decadal variations in surface net
shortwave radiation, surface net longwave radiation, surface net all-wave radiation, shortwave cloud radia⁃
tive forcing, longwave cloud radiation forcing, and all-wave cloud radiative forcing. Results: The results
show that the surface net all-wave radiation exhibited a warming effect in summer over the Arctic sea ice re⁃
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gion from 1981 to 2020 and the average value was 84.16 W/m . In contrast, the all-wave cloud radiative
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forcing caused −16.78 W/m of cooling in summer. Conclusions: Shortwave radiation contributed most to
the surface net radiation and cloud radiative forcing. The shortwave net radiation showed a significant in⁃
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creasing trend from 1981 to 2020 with decadal change rate of 2.22 W/m , while declined at a decadal

基金项目：国家重点研发计划（2021YFC2803303）；国家自然科学基金（42171133）；湖北省自然科学基金（2019CFA057）。
第一作者：江萌，硕士，研究方向为极地遥感。917691947@qq.com
通信作者：周春霞，博士，教授。zhoucx@whu.edu.cn