Page 189 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第9期

第 50 卷第 9 期 江 萌等：北极海冰区 1981—2020 年辐射通量的时空变化特征与分析 1917

2 结果与分析 线所示，云层通过削弱 DSW，显著减少地表吸收
的 SWnet，因此 SW CRF 在一年中均为负值，对
本文研究区域为 45°N 以北的常年海冰覆盖 地 表 产 生 持 续 的 冷 却 效 应 。 云 层 通 过 增 强

区域，如图 1 所示，包括北极中央海域、加拿大北 DLW，使 LW CRF 表现为正值，对地表产生增温
极群岛、哈德逊湾、巴芬湾、格陵兰海和巴伦支海- 效应。夏季 SW CRF 的冷却效应与 LW CRF 的
喀拉海，不涉及夏季海冰完全融化的海域，即白 增温效应均达到峰值，SW CRF 在云辐射平衡中
令海、鄂霍茨克海和圣劳伦斯湾 ［43］ 。 起主导作用，因此 AW CRF 为负值，云对地表总
体呈冷却效应，有效减缓海冰的消融过程。本文
研究分析的 SNR 与 CRF 季节性变化规律与已有
研究结论一致 ［17，31，38］ 。

图 2 1981-2020年北极海冰区域 SNR和 CRF月均值变化
图 1 研究区域 Fig. 2 Monthly Variation of SNR and CRF over
Fig. 1 The Study Area Arctic Sea Ice Region from 1981 to 2020

2.1 时序变化特征分析 为分析辐射通量的年代际变化特征，本文基
2.1.1 季节变化 于 1981—2020 年 云 辐 射 通 量 数 据 ，计 算 了 每 10
根 据 1981—2020 年 北 极 海 冰 区 域 SNR 和 年月平均辐射通量与 40 年月均值的偏差，即距平
CRF 月均值变化图（图 2）可以看出，北极海冰区 值，结果如图 3 所示。LWnet 和 LW CRF 的 10 年
域 SNR 与 CRF 呈 显 著 的 季 节 性 变 化 特 征 。 距平值变化幅度较小，其绝对值普遍低于 3 W/m 2
SWnet 全年均为正值，地表通过吸收 SW 持续累 （图 3（b）、3（e））。SWnet、Rnet、SW CRF 和 AW

积热量；LWnet 为负值，地表通过发射 LW 向外释 CRF 夏季年代际变化幅度大，其绝对值最大可达
放热量，一定程度上抵消了 SW 所产生的增温效 8 W/m（图 3（a）、3（c）、3（d）、3（f））。从 4 个 10 年
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应；在 5 月—8 月期间，Rnet 为正值，地表处于热 期的距平值变化可见，夏季 SWnet 和 Rnet 距平值
量累积状态，此时 SWnet 主导地表辐射平衡；其 由负值增长为正值，增加近 10 W/m ，表明 SWnet
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余月份 Rnet 呈现负值，地表处于热量损失状态， 对 地 表 的 增 温 效 应 逐 渐 增 强 ；SW CRF 和 AW
该时段内 LWnet 的释放量超过 SWnet 的吸收量。 CRF 的距平值则呈现相反的变化趋势，由正值减
北极海冰区域 SWnet、LWnet 和 Rnet 均呈典型的 小至负值，表明云层对地表的冷却效应逐渐加强。
单峰分布。冬季极夜期间，SWnet 接近 0 W/m ， 2.1.2 年际及年代际变化
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夏季受太阳辐射增强及海冰消融引起的地表反 夏季云辐射通量变化最为剧烈，本文根据 6
照率降低影响，SWnet 在 6 月和 7 月达到峰值，超 月—8 月北极海冰区域的辐射通量数据计算每年
过 100 W/m 。LWnet 的季节波动相对平缓，其最 夏季的均值，得到 40 年的夏季均值。1981—2020
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大值出现在 7 月，为−18 W/m ，主要是由于云量 年北极地区 SNR 和 CRF 的夏季均值年际变化如
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增加引起的 DLW 增辐超过了地表温度升高导致 图 4 所示，总变化趋势和 10 年变化趋势表见表 1。
的 ULW 增辐 ［18］ 。 由图 4 和表 1 可知，SWnet 年际变化显著（图
北极海冰区域 CRF 月均值变化如图 2 中虚 4（a）），1989 年达到低谷（100.67 W/m ），2013 年
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