全球变化背景下，北极海冰在近十多年来快速减少，并多次刷新历史低值。这为人类北极海上活动提供了机遇，但也对极地海冰预测提出了更高的要求。在此背景下，世界气象组织(WMO)于2013年启动了为期十年的极地预测计划（PPP）, 旨在通过国际合作，提高极地地区从小时到季节时间尺度的预测能力。极地预测年(YOPP，2017年中期至2019年中期)是PPP的核心行动，其通过加密观测、数值模拟与验证等方式，进一步提升极地预测能力。YOPP预测数据集作为YOPP的重要成果之一，可提供未来15天极区及极区外的大气、海洋和海冰预测，代表了目前国际领先水平的极地海冰预测。海冰厚度是重要的海冰参数之一，但目前仍缺乏针对YOPP数据海冰厚度预测能力的系统性评估。

我实验室创新团队基于国际上最新获取的北极气候研究多学科漂流观测计划（MOSAiC）的海冰厚度观测数据以及CryoSat-2卫星反演的全季节海冰厚度数据，系统性评估了YOPP预测数据集的海冰厚度预测能力；同时通过对比YOPP海冰厚度预测数据的分析场与目前广泛应用的海冰厚度模式估算数据集（PIOMAS, NAOSIM, TOPAZ4），探究了当前业务化预测系统对海冰厚度的分析能力。研究表明，YOPP海冰厚度在波弗特海与北极中央海区有较大的初始误差，且由于海冰厚度具有较强的记忆惯性，其误差在整个预测期（15天）并不会发生较大变化。误差分解结果显示，波弗特海误差源于较大的平均值估计误差，北极中央海区误差源于较大的变率估计误差，但在一些边缘海区，YOPP海冰厚度的分析与预测能力较常见的海冰厚度模式估算数据集有一定的优势。本研究表明当前天气尺度的北极海冰厚度预测仍面临较大挑战，呼吁当前应加强对卫星观测海冰厚度数据的资料同化应用研究，以改善业务预报中心北极海冰厚度的模式分析质量，进而提高北极海冰厚度预测能力。

图1. （a）基于MOSAiC浮标观测的YOPP冰厚分析场误差（橙色圆点）、PIOMAS误差（蓝色圆点）、TOPAZ4误差（绿色圆点）、NAOSIM误差（黄色圆点）；（b）基于MOSAiC浮标观测数据的泰勒图；（c）基于CryoSat-2卫星反演冰厚的YOPP海冰厚度分析场与多源海冰厚度模式估算数据均方根误差的差异；（d）-（f）：均方根误差分解项，依次为：误差平方的差异，方差的差异，协方差差异的负二倍

研究成果于2023年6月20日在国际著名期刊Environmental Research Letters发表，题目为“Better synoptic and subseasonal Sea Ice Thickness Predictions Are Urgently Required: A Lesson Learned From the YOPP Data Validation”。极地海洋与气候变化创新团队核心成员、中山大学大气科学学院杨清华教授为本文的第一作者兼通讯作者，合作者包括博士生修勇武、王今菲，实验室主任陈大可院士、创新团队首席科学家刘骥平教授、骨干成员罗昊博士，挪威南森环境与遥感中心高级研究员王意国博士、特罗姆瑟大学教授Jack Christopher Landy博士和美国地球物理流体动力学实验室研究员Mitchell Bushuk博士。

该研究得到了国家重点研发计划项目和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1088/1748-9326/acdcaa