夏季北极海冰反照率的观测研究

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1、第２４卷第３期极地研究Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．３２０１２年９月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＯＬＡＲＲＥＳＥＡＲＣＨＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１２毀櫑櫑櫑櫑毀櫑櫑毀研櫑究论櫑文櫑櫑毀２０１０年夏季北极海冰反照率的观测研究１１２３章睿柯长青谢红接孙波１（南京大学地理与海洋科学学院，江苏南京２１００９３；２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｘａｓａｔＳａｎＡｎｔｏｎｉｏ，Ｔｅｘａｓ７８２４９，ＵＳＡ；３中国极地研究中心，上海２００１３６）提要雪和海冰作为北极地区反照率最高的地表类型，可以将大部分入

2、射辐射能量反射回天空，其表面反照率的变化对整个地表大气辐射平衡系统和全球气候变化都会有重要影响。２０１０年中国第４次北极科学考察期间，考察队利用ＡＳＤ光谱仪对北极太平洋扇区不同类型海冰的表面反照率进行了现场测量。观测时段为７月２７日至８月２３日，地理范围在７２°１８′—８７°２０′Ｎ和１５２°３４′—１７８°２２′Ｗ之间。观测结果表明积雪覆盖海冰的反照率最高，干雪覆盖时均值达到０．８２，融化的湿雪覆盖时反照率会有一定程度的降低。夏季北极地区存在大量融池，融池海冰按颜色划分为白冰、蓝冰和灰冰，白冰的平均反照率为０．５４，蓝冰的为０．３１，灰冰的

3、只有０．２０，融池水的反照率只有０．１６。融池是北极夏季反照率变化的重要原因。关键词北极海冰光谱测量反照率融池ｄｏｉ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０８４．２０１２．００２９９正是由于北极地区表面反照率对极地区域和全０引言球气候的重要影响，反照率一直是大气和海冰模式［６］中的重要影响参数。但是，目前的业务化大气和表面反照率指地表反射的辐射能量占总的入射海冰模式中，通常只会用到干雪的反照率，将反照辐射能量的比值，是地表辐射收支平衡中的重要参率当作常数，或者使用非常简单的参数化方案，这［１］数。在北极地区，雪和海冰作为地球上反照率最些单一的简单参数化

4、方案往往无法反映融化和冻结高的地表类型，可以将大部分入射辐射能量反射回过渡时的反照率变化，会对整个模式的精度造成影［７］天空，其表面反照率的变化对整个地表大气辐射平响。由于极地环境的特殊性，现场观测的数据极［２］衡系统和全球气候变化都会有重要影响。近年度缺乏，对其表面反照率的精确测量和模拟，一直是［８］来，北极海冰正在发生着巨大变化，主要体现在海冰国内外科学家关注的焦点。中国近来也加强了［３］外边缘线缩小、面积减少和厚度减薄，夏季海冰北极海冰的考察研究，先后成功地组织开展了４次［９１１］覆盖范围的减少明显加速，由每１０年减少３％增至北极科学

5、考察活动，但对反照率的观测还不够［４］１０％，这其中雪／冰反照率反馈机制的存在扮演系统，没有精确测定不同状态下的海冰反照率的变［５］了重要的角色，该机制主要也是由海冰融化后反化情况，不能满足精确参数化的需要。照率的迅速变化引起的。北极夏季海冰处于消融状态，由于消融和冻结［收稿日期］２０１２年１月收到来稿，２０１２年４月收到修改稿［基金项目］国家８６３计划重点项目课题（２００８ＡＡ１２１７０５）、国家自然科学基金项目（４０９７１０４４）、教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ０８０２７６）和江苏高校优势学科建设工程项目资助［作者简介］章

6、睿，硕士研究生［联系作者］柯长青，教授。Ｅｍａｉｌ：ｋｅｃｑ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ３００极地研究第２４卷过程的差异，海冰存在的形式有多种多样，既有积雪２０１０年７月２７日开始至８月２３日结束，主要对８覆盖的海冰，也有裸露的海冰，同时冰上有不同形个短期冰站和１个长期冰站不同类型海冰、融池、积态、大小的融池，海冰之间还有水道，因此反照率差雪、海水等地物进行光谱反照率和总反照率测量。异也很大。晴朗的天气条件下，干雪的反照率一般数据采集的地理范围在７２°１８′—８７°２０′Ｎ和［１２］可以达到０．８—０．９，而湿雪相对较低，出露的海１５２°３４′—１

7、７８°２２′Ｗ之间，其中长期冰站的观测时冰按颜色可以大致分为白色、蓝色、灰色等几类，反间是２０１０年８月７—１９日，由于海冰会随海流漂照率依次减小。裸露海冰的反照率会比有积雪覆盖浮，所以地理位置也在不断地变化之中，介于海冰的低，当海冰表面处于消融状态时，反照率会进１７８°２２′Ｗ，８６°４８′Ｎ和１７２°１６′Ｗ，８７°２０′Ｎ之间。数一步降低。此外，因海冰运动所造成的海冰表面的据采集时间为当地时间每天１０：００—１３：００。降水［１３］凹凸不平，也会对海冰的反照率产生一定影响。形式以降雪为主，正午气温高时也有降雨发生。海本文基于中国第４次北极

8、科学考察的海冰光谱水表层温度在－１．５℃左右。海水深度大约在特征测量数据，精确计算不同类型雪、海冰、融池的２０００—７０００ｍ之间变化。海冰厚度大约在