固定冰是南极海冰的重要组成部分。它主要位于南极沿海地区，其变化被认为是南极海冰总量演变的重要标志之一。与浮冰变化不同，固定冰主要由热力学过程主导。海冰单柱模式能很好地捕捉固定冰热力学过程增长，是评估大气强迫对海冰厚度影响的有效工具。由于站点气象观测较为缺乏，大部分的南极海冰数值模拟都直接使用大气再分析数据作为强迫，缺少对大气强迫不确定性的量化分析。因此在模拟南极海冰之前需要系统评估大气强迫数据的误差及其影响。

本文在南极中山站固定冰2016年现场观测数据的基础上，定量评估了海冰单柱模式ICEPACK对不同大气强迫的敏感性。研究结果表明，尽管降水对冰厚（-0.032 cm %-1）和雪厚（-0.135 cm %-1）模拟并不是最敏感因子，但欧洲中期天气预报中心ERA5再分析降水资料的显著偏差是导致海冰冰厚和雪厚模拟偏差的主要原因。

本研究进一步探讨了降水对冰厚影响的物理机制。研究结果表明，当降水较小时，雪厚增加，雪的隔热作用抑制海冰的增长；而当降水增加到一定程度时（~1 mm d-1），其引发的淹水过程将会导致明显的雪冰转化，进而促进海冰快速增长的同时抑制雪厚的增长（图1）。

图1. 降水对海冰增长的影响示意图。

(a) 小降水事件和 (b) 大降水事件。橙色箭头表示地表净热通量，不同颜色的方框分别表示雪层、淹水冰和海冰层。

研究成果于2022年4月25日被国际著名期刊The Cryosphere 接收，题目为“The sensitivity of landfast sea ice to atmospheric forcing in single-column model simulations: a case study at Zhongshan Station, Antarctica”。中山大学大气科学学院博士生顾逢冠为第一作者，我实验室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韩博副教授为通讯作者，合作者包括创新团队首席科学家刘骥平教授，核心成员杨清华教授，骨干成员刘长炜博士、杨朝渊博士、李雪薇博士，国家海洋环境预报中心郝光华博士和德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所（Alfred Wegener Institute， AWI）的Frank Kauker博士。

该研究得到了国家自然科学基金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/10.5194/tc-16-1873-2022