研究目标 - 极地海洋与气候变化 - 海洋科学基础理论 - 创新团队 - 南方海洋科学与工程广东省实验室 (珠海)

极地海洋与气候变化

研究内容

针对极地海冰监测精准、自主化的探测需求，开展极地海冰关键参数的遥感反演算法优化以及自主海冰遥感反演算法研究；围绕极地海冰在典型气候变化特征中的影响，开展极地海-冰-气相互作用研究。
研发极地大气-海冰-海洋-海浪-冰架/冰盖耦合模式及相关的参数化方案。
围绕格陵兰冰盖物质损失机制的科学问题，提升格陵兰冰盖水文和动力学过程的观测拟能力。
围绕南极冰盖/冰架不稳定性和全球海平面上升问题，评估气候变暖下南极冰盖-冰架-海冰不稳定性及可能产生的全球效应。

研究目标

极地海洋与气候变化团队将围绕极地快速变化机理及其对区域与全球气候和环境影响的重大科学问题，通过建立自主的极地空-天-地-海一体化观测手段，研发自主的冰-海-气数值模式，实现极地自主观测与模拟数据的发布并得到广泛应用，力争在5年做到国际知名，10年内做到国际一流，成为我国极地研究的中坚力量，为提升我国极地事务提供重要保障、做出重要贡献。
团队拟解决的关键科学或技术问题
关键问题1：当前极地海冰处于快速变化时期，海冰微观结构与物理性质等发生巨大变化，对传统的海冰遥感反演算法提出新挑战，如何利用多源遥感数据实现极地海冰参数及变化信息的提取？相应的研究目标为：厘清海冰物理性质与遥感信号间的作用机制，完善改进海冰参数定量反演的模型，发展多源遥感数据协同的海冰参数反演模型，生产海冰类型、冰上积雪、冰间水道、固定冰、冰间湖、海冰流速等时间序列的数据产品，分析海冰参数的时空变化特征，估算时间序列上的海-冰-气之间的热量交换及对局地和区域气候系统的影响，探寻它们的变化与气候变化之间的关系。
关键问题2：如何准确刻画全球气候变化背景下海冰与大气、海洋界面及其内部的关键物理过程、发展完善的极地全耦合模式，并耦合同化海冰-海洋-大气多源观测信息，保证各变量的物理协调性？相应的研究目标为：进一步发展海冰-海洋-海浪-大气全耦合模式，厘清冰-海-气相互作用机制，开展极地无缝隙预测研究及北极航道开发利用评估，特别是与中远海特深度合作，建立北极航运环境速报与预报系统，常态化为中远船队提供北极航道冰情信息保障服务，同时拓展为国际船舶北极航行提供冰情速报和预报信息的服务体系。
关键问题3：格陵兰冰盖及北极多年冻土区域融水、冰川运动与退缩、入海冰川底部消融等多个物理过程之间的相互关系？相应的研究目标为：建立格陵兰冰盖典型冰川空-天-地一体化监测体系，开展格陵兰冰盖及北极典型多年冻土区域融水、冰川运动与退缩、入海冰川底部消融等多个物理过程的观测；发展动力过程与热力过程耦合的新一代冰川模式，基于已有观测开展模式参数化与优化研究；开展冰川模拟研究，探究格陵兰典型入海冰川的表面水系及融水、冰川运动与退缩、入海冰川底部消融等多个物理过程之间的相互关系，揭示格陵兰冰盖的物质损失机制和北极多年冻土地区入海淡水输送变化情况。
关键问题4：南极冰架时空变化机制及其影响如何？相应的研究目标为：探索南极冰-海-气相互作用及其对地球气候系统的贡献，阐明南极不同海域冰架-海洋-气候系统的相互作用特征，进一步确定南极典型冰架的物质平衡状况，逐步深入认识冰盖融水对南极深层水及海洋环流的影响。