从43年北极海冰覆盖的卫星被动式微波观测
克莱尔·l·帕金森- 冰冻圈科学实验室,戈达德太空飞行中心,国家航空和宇宙航行局(NASA),绿地,医学博士,美国
卫星被动式微波仪器使得北极海冰的监测过去43年,这监测显示,量化重大变化发生在北极海冰覆盖。1979 - 2021年43年后记录显示相当大的年际变化也在北极海冰长期下降的趋势是显而易见的从许多有利点:linear-least-square−54300±2700公里的趋势2/年,每年平均海冰范围;统计上显著的负趋势每12个日历月;负面趋势的九个地区的北极海冰覆盖划分;所有12个日历月的事实,月平均最高的海冰范围是在第一个8年的记录和月平均最低的海冰范围是在过去10年的记录;和显著缩短海冰季节的边缘区,冰和海冰季节的长度在一些地方减少了100天,一些地方曾经历长达数月的海冰季节现在通常不再有海冰的季节。整体,Arctic-wide趋势自1979年以来每年平均海冰范围的价值始终有一个负面趋势线斜率的大小超过两个标准差自1990年以来,一直保持在狭窄的范围−53000公里2−55500公里/年2自2011年起/年。
1介绍
在1970年代之前,海冰是一个鲜为人知的气候变量。海冰扩展到广袤的区域,没有永久定居在海冰,获得的记录通常仅限于那些探险家和船只穿越该地区因经济原因,通常捕鲸和密封,再加上一些记录从沿海社区和一些科学探险,冒险进入北极海冰的领土。最著名的沿海社区从冰岛(年记录是记录科赫,1945)。
今天的形势对北极海冰覆盖的记录是非常不同于它在1970年代之前,在实质部分这是由于从卫星数据获得的记录。卫星经过漫长的道路,“平竞技场”当涉及到数据收集。卫星没有优势或劣势是接近人类定居点。无源微波仪器特别是使得北极海冰覆盖的卫星记录可以追溯到1970年代末。
本文结果数组44年北极海冰的记录来自一系列卫星被动式微波仪器。这些结果量化减少北极海冰覆盖过去43年,强劲说明变化的地球气候系统的一个关键组件。海冰覆盖地球系统在许多方面问题:太阳辐射反射回太空,从而保持比其他被极地寒冷;它是一种液态海洋和大气之间的绝缘体,限制热量,交流质量,和动量;这是一个缓冲区帮助保护海岸免受风力波;它传输冷,相对新鲜的水朝赤道方向;它作为一个平台等极地动物北极熊和北极狐狸,而阻碍鲸鱼等海洋动物的运动(例如,巴里et al ., 1993;沃尔什2013;Meier et al ., 2014;Vihma 2014)。没有海冰,北极的气候和生态系统将会完全不同于今天。
2数据和方法
本文使用的数据来自卫星被动式微波仪器,特别是扫描多通道微波辐射计在NASA的灵气7卫星(深圳),特殊传感器微波成像仪(SSMI) F8,季,F13卫星美国(美国)国防部国防气象卫星计划(DMSP)和SSMI测深仪(SSMIS) DMSP F17卫星。灵气7卫星于1978年10月24日;F8卫星,携带第一SSMI工具,于1987年6月18日;和F17卫星于2006年11月4日。在这项研究中,深圳数据用于1979年1月- 1987年8月,中期为8月中旬SSMI数据1987 - 2007年12月,为2008年1月- 2021年12月SSMIS数据。SSMI,深圳和SSMIS不相同仪器在相同的轨道环绕:他们飞在不同海拔地区,他们在不同组合的频率进行测量,他们甚至有不同的视图字段为渠道使用相同的频率。不过,它们足够相似,一个广泛的连续工作之间相互校准仪器取得了一致的长期记录。细节的差异和相互校准过程提供了工具Cavalieri et al。(1999)在深圳/ SSMI过渡Cavalieri et al。(2012)SSMI / SSMIS过渡。卫星仪器的进步非常明显的减少失踪,有缺陷的数据时,从深圳到SSMI和SSMI SSMIS。
深圳的一个主要原因,SSMI, SSMIS每个可以提供健壮的海冰覆盖的记录是他们每个测量在一个或多个频率哪里有冰的微波排放之间的鲜明对比与液态水。例如,对于深圳18 GHz水平极化数据,液态水的亮度温度往往是∼98.5 K,而大一的亮度温度冰∼225.2 K和年长的亮度温度,多年冰∼186.8 K (Cavalieri et al ., 1999)。相应值SSMIS 19 GHz水平极化数据为113.4 K液态水,232.0 K的一年冰196.0 K,多年冰(Cavalieri et al ., 2012)。如此大的区别的冰和水,冰边缘往往是容易区分在18和19个GHz的地图数据。此外,有明显不同的对比在其他频率,与,例如,液态水亮度温度之间的亮度温度(199.4∼K)一年级冰(∼239.8 K)和多年冰(∼180.8 K)深圳37 GHz垂直极化数据(Cavalieri et al ., 1999)。通过整合这些不同的对比,算法能够区分第一年冰从多年冰以及冰从液体水。
另外两个关键因素提高无源微波传感器海冰研究的价值是:1)微波辐射(选择微波波长)可以透过云层、从而使海冰观测云层的存在以及在无云的条件下;和2)从内部发出的微波辐射是地球系统而不是反射太阳光,从而使海冰观测在黑暗中冬季阳光照射的时期。这两个因素提供了使用微波辐射的主要优势而不是在生成和分析可见辐射climate-relevant海冰数据集。
无源微波数据网格上极极射赤面投影与网格单元(或像素)地区约625公里2(25公里×25公里)70°纬度,约665公里不等2在北极。网格辐射数据接收在NASA戈达德太空飞行中心从美国国家冰雪数据中心(NSIDC),然后用于计算海冰的浓度,这对档案被送到国家冰雪数据中心和分布。海冰浓度是海冰的面积百分比保险在每个网格单元。该算法用于计算海冰浓度是美国宇航局团队中描述的算法Gloersen et al。(1992)。该算法已广泛应用于分析海冰覆盖从被动式微波卫星数据,北极和南极(例如,帕金森et al ., 1999;Zwally et al ., 2002)。
海冰浓度提供依据的计算海冰区段,海冰范围,在任何给定的时间,每个网格单元的区域的总和在该地区的利益计算或假定海冰的浓度至少15%。(计算完成海洋为每个像素覆盖的卫星数据。唯一认为海冰浓度像素在北极附近,没有深圳,SSMI或SSMIS数据由于卫星没有直接传递杆。卫星轨道和仪器扫描特征不同,其结果是深圳数据延伸向极84.6°N, SSMI数据延伸向极到87.6°N,和SSMIS数据延伸向极到89.2°N。幸运的是,在每种情况下缺失的数据区域周围的数据表明,极有可能是每个像素内Pole-centered缺失数据地区冰至少15%的浓度,因此,假定在计算冰区段。]海冰范围计算每天深圳数据(变得)并结合每月和每年的平均水平。Linear-least-square趋势计算年度平均和一个变量叫做“每月的偏差,它消除了著名的年度周期减去从每个月的月度平均数据(例如,1979年1月)的平均值,日历月的值在整个记录(例如,平均1979 - 2021年1月)。标准差的斜坡linear-least-square趋势线计算德雷伯和史密斯(1981)和泰勒(1997)。
在这项研究中使用的无源微波卫星数据集存档在NSIDC博尔德科罗拉多州,NSIDC网站上是可用的,https://nsidc.org(Cavalieri et al ., 1996每年更新一次)。
3的结果
3.1海冰浓度和地理区域
每年,北极海冰覆盖经历大幅扩张在秋季和冬季和春季和夏季大幅衰减,延长3月与海冰在几乎整个北冰洋和许多周边海域和海湾(图1 a - c年底)和海冰覆盖夏天减少面积很大程度上在北冰洋(图1 d-f)。冰浓度往往是大于90%的地区冬末但更低的夏末(图1)。冬季冰分布反映了墨西哥湾流的重要性在温暖的水域东北横跨北大西洋,导致无冰水域很高纬度地区(70 - 75°N)立即北挪威(图1 a - c)。相比之下,在冬末的哈德逊湾仍然覆盖着冰雪,尽管其纬度更低(52 - 65°N),由于大陆性效应,期价位置往往寒冷的冬天和炎热的夏天比沿海地区受到海洋的调节效应(图1 a - c)。
图1。北极海冰的平均浓度为:(一)1979年3月,(B)44年3月平均1979 - 2021,(C)2021年3月,(D)1979年9月,(E)9月平均43年后,1979 - 2021,(F)2021年9月。突出的黑色圆形区域集中在1979年和1979 - 2021年的北极代表缺失数据和图像反映了这样一个事实:灵气7卫星的轨道,获得第8.6年44年的数据记录,并没有把卫星接近杆允许数据收集向极84.6°N。
2021年海冰覆盖范围较小与1979年是明显的在3月和9月地图(图1)。例如,3月无冰水域挪威北部的扩展明显比2021年更北的1979年,和东部的鄂霍次克海(海中心约54°N, 150°E) 2021年3月无冰,但冰封1979年3月(图1 a, C)。比较1979年和2021年9月2021年海冰覆盖图像显示明显低于1979年格陵兰和加拿大北部群岛的东部地区,更引人注目的是,俄罗斯的北部。2021年9月,一艘船可以遍历一个东北通道从大西洋到太平洋在俄罗斯北部海域海冰如果任何并发症,而不会在1979年9月(图1 d, F)。
3.2海冰范围和发展趋势
3.2.1 Arctic-wide海冰范围和发展趋势
图2介绍了月平均海冰范围,每月的偏差,平均每年为整个43记录。在1979 - 2021年的每一年,一个月北半球月平均最低的海冰范围是9月,9月的平均值3.60×10不等6公里2到2012年的7.75×106公里21980年,平均6.05×106公里2整体(图2一个)。本月月平均最高的海冰范围是每年3月,除了1987年,1989年,1998年和2015年2月以微弱劣势在哪些实例(图2一个)。这些高值范围从14.10×106公里22018年3月到16.05×106公里21979年3月,3月冰程度总体平均是15.07×106公里2(图2一个)。
图2。(一)月平均北极海冰范围,1979年1月- 2021年12月。3月冰区段中描述绿色,9月冰区段为红色,和所有其他较小的和黑色的。(B)每月北极海冰范围的偏差,1979年1月- 2021年12月,与3月值绿色,9月值红色,和所有其他较小的和黑色的。(C)每年平均北极海冰区段,1979 - 2021。的(B)和(C)情节包括linear-least-square趋势线通过数据和趋势线斜率和标准偏差。的x设在刻度线的阴谋(一)和(B)每年的1月值。
北极海冰的著名的年度周期区段,与冬天海冰覆盖范围远比在夏天,每月平均的主导情节(图2一个)。事实上,早期的记录,这不是明显的月平均情节有下降的趋势,尽管通过1990年代末这已成为明显的年周期每月偏差和每年平均计算(帕金森et al ., 1999)。现在,月平均的下行趋势明显,甚至情节(图2一个),尽管它仍然是更强烈地强调通过月度偏差(图2 b)和每年平均(图2 c),下降的趋势非常突出,linear-least-square趋势线有斜坡−54200±1400公里2每月/年偏差和−54300±2700公里2/年每年平均水平。平均而言,这相当于一个区域海冰范围的损失每年超过哥斯达黎加的面积(面积51100公里2)。
有模糊的暗示北极海冰范围的下降趋势早在1980年代末(例如,帕金森和Cavalieri, 1989)和更可靠的迹象表明1990年代末(例如,Johannessen et al ., 1995;马斯兰尼克et al ., 1996;帕金森et al ., 1999)。定量,以1990年的数据,每年平均北极海冰范围的负面趋势自1979年以来第一次达到一个足够低的价值这两个标准差以上也负(图3)。这一直以来,缩小的标准差酒吧多年被添加(图3)。计算值趋势一直在狭窄的范围−53000公里2−55500公里/年2/年(自2011年以来图3)。
图3。Linear-least-square斜坡北极海冰每年平均趋势线的区段,从1979 - 1980年的斜率只有2年的数据,1979年至2021年的斜率与43年的数据。酒吧集中在每个趋势值后第一个有蜱虫标记和两个标准差的趋势。
尽管在2007年之前多年的下行趋势明显,夏季冰层覆盖的主要暴跌2007 (图2 b令人震惊的海冰研究社区。不仅2007年冰减少程度上建立一个新的纪录低点的北极海冰卫星时代,4.1×106公里2,2007年9月14日,但它是24%低于先前的纪录低点,540万公里22005年9月21日早些时候,达到2年。2007年的减少是非常震惊。推测出现关于sea-ice-free晚夏的北极发生的可能性在接下来的十年。这并没有发生,相反,冰区段有所反弹在随后的几年里,在2012年跌至创纪录低点之前(如中反映出来图2 a, B)。
2007和2012例生成研究为什么冰在这2年是反常地大撤退,结果在这两种情况下异常低冰区段归因于预处理的组合(与薄冰层覆盖的冰和更开放的水比常见的卫星记录(例如,卡里尼2019)和特定的天气条件这两个夏天季节。在2007年的情况下,天气条件包括高于正常温度和大风吹到南波弗特海和楚科奇海,把北冰(例如,Comiso et al ., 2008),这一事实条件在北冰洋异常无云,有利于增加熔体通过增加入射太阳辐射(凯et al ., 2008)。在2012的情况下,一场大风暴在中央北极在8月初导致冰层减少(西蒙兹和Rudeva, 2012;帕金森和Comiso, 2013),也可能是不寻常的相对温暖水排放入海冰地区北部的阿拉斯加和加拿大的西北部7月初由马更些河(Nghiem et al ., 2014)。通过使用一个计算机模型,Zhang et al。(2013)能够模拟2012年8月风暴,检查不同的变量和过程,认为冰体积的减少在暴风雨中在很大程度上是由于增加底部融化造成的增加上升的海洋热通量的风致增强海洋混合。
因为9月几乎总是一个月当北极海冰覆盖范围达到年度最低冰程度,因为9月也经历了强烈的下降趋势在海冰覆盖,它往往是一个月当媒体关注北极海冰是最大的。然而,所有12个日历月经历了自1979年以来减少冰覆盖,和1979 - 2021年的负面趋势与10月(数值甚至在大小略微大于),9月份(图4)。在2007年和2012年海冰保险的纪录低位的情况下,7月是月异常低冰条件变得明显,持续8月份,和持久的超出9月到10月(图4)。12个月,自1979年以来,海冰范围的趋势一直低于0至少自1998年以来至少两个标准差。2个月一直清理最长的2倍标准方差阈值是4月和5月,这两个先扫清了阈值与1979 - 1989年的趋势,继续这样做。
图4。北极海冰范围和趋势,1979 - 2021年的12个日历月。的y设在值变化为不同的个月,但在每种情况下有一个范围的5×106公里2,让视觉比较的趋势。
冰的时间序列43年后区段为个人月(图4每年平均)和(图2 c)所有说明北极海冰覆盖的可变性以及海冰覆盖的下行趋势。每日历月和年度平均水平,至少有一个6年或更长时间,当冰区段的趋势是积极的而不是消极的图2 c,图4)。例如,从2012年still-record-low反弹导致积极的8月和9月的趋势记录的最后10年(2012 - 2021),尽管有相当可观的下降趋势总体(8月和9月图4)。气候的年际变化是一种常见的特征记录,和图2 c和图4是说明性的,北极海冰覆盖。
3.2.2海冰范围纪录高点和低点
用另一种方式来评估北极海冰变化的区段,补充这一趋势的结果,是检查的次数和频率新高和更低的海冰范围记录值。这是第一次在2016年的一篇论文报道深圳/ SSMI SSMIS记录1979 - 2015年(帕金森和DiGirolamo, 2016),后来更新到2020年(帕金森和DiGirolamo, 2021)。这些研究指定为每个日历月新高了,每次,每次新记录低了。结果是惊人的,因为没有达到2021年,新记录帕金森和DiGirolamo (2021)结果1979 - 2021年期间仍然有效。具体:1)没有一个新高月平均北极海冰范围的任何12个日历月自1986年以来,为10月纪录高位时注册;2)月平均93个新纪录低点以来发生了北极海冰范围1986;3)每一个12个日历月经历了自2011年以来至少有一个新的纪录低点;4)在每年平均基础上,过去的纪录是在1982年,每年平均12个新纪录低海冰范围从那时起,最新的(每年平均,因此目前的纪录低点)2020年来(帕金森和DiGirolamo, 2021)。这些结果令人信服的确认添加的北极海冰覆盖下降。
图5介绍了43年平均周期的月平均北极海冰范围的最高和最低月度平均值达到每个月和年发生这些值。3个月的纪录高点出现在1979年,第一年44年的记录,和12个月的纪录高点出现在第一个8年的记录,而12纪录低点都在过去十年的记录(图5)。不过,对于大多数月(12月至6月),最高和最低的百分比区别43年月度平均值小于18% (图5)。
图5。年平均的月平均周期长达43年北极海冰范围在1979 - 2021年,随着44年最高和最低月平均每月值和年高点和低点。
3.2.3区域结果
检查内不同地区的北极海冰覆盖区域结果显示更大的可变性比北极海冰覆盖的结果作为一个整体。不过,使用九地区早期研究中识别(例如,帕金森et al ., 1999),每一个地区有一个消极的趋势在1979 - 2021年43记录(图6)。这绝对不是短时间。例如,圣劳伦斯海湾和巴芬湾/拉布拉多海视觉显著上升(积极的)趋势通过1994年和1993年,分别和白令海显然积极趋势甚至直到2013年,1979 - 2013年期间(图6)。事实上,的趋势值年均白令海海冰范围自1979年以来一直是积极的(尽管不是统计学意义)从一开始的趋势记录,在1979 - 1980,1979 - 2002年期间,然后略-从1979 - 2003年期间的1979年至2008年期间,又积极通过1979 - 2015,1979 - 2009年之前-在1979 - 2016年和最后结算2倍标准方差阈值与1979 - 2019年的趋势(图7)。虽然九地区差异很大的序列趋势值,记录所有九年底有1979 - 2021负趋势,趋势斜率的大小超过两个标准差,一些比别人更多的(图7)。此外,在研究覆盖了42年1979 - 2020年期间,Meier et al。(2022)细分Arctic-wide海冰覆盖到更多的地区和找到所有14的消极趋势。
图6。每年平均海冰范围和最小二乘趋势线,1979 - 2021,以下地区:鄂霍次克海海域和日本;白令海;加拿大群岛;哈德逊湾;北冰洋;卡拉和巴伦支海;格陵兰海;巴芬湾/拉布拉多海;和圣劳伦斯湾。
图7。Linear-least-square斜坡每年平均趋势线的海冰范围,从1979 - 1980年的斜率只有2年的数据,1979年至2021年的斜率与43年的数据,对以下地区:鄂霍次克海海域和日本;北冰洋;卡拉和巴伦支海;白令海;格陵兰海;巴芬湾/拉布拉多海;加拿大群岛;哈德逊湾;和圣劳伦斯湾。 The bars centered on each trend value after the first have ticks marking one and two standard deviations from the trend.
许多研究研究海冰条件在个别地区和/或区域之间的差异。例如,在鄂霍次克海的情况下,考试已经完成影响海冰覆盖的海洋过程(例如,Alfultis和马丁,1987年)和大气条件,包括西伯利亚高压和阿留申低压系统(例如,帕金森,1990;Rikiishi Takatsuji, 2005),以及海冰形成的影响,运动,和融化在海洋(例如,Nihashi et al ., 2012)。对比通常在白令海海冰范围上升和下降的海冰范围的海洋Okhostk和日本早期的记录(图6)一直在研究大气环流模式的上下文(例如,Cavalieri帕金森,1987;Rikiishi Takatsuji, 2005);拉布拉多海的海冰模式,格陵兰海,巴伦支海已经检查与大气北大西洋涛动(NAO) (方和华莱士,1994);之间的关系和卡拉的深秋的海冰覆盖和巴伦支海和冬季NAO进一步检查建模研究,再现了观察到的关系通过模拟大气内部变化(华纳et al ., 2020)。
3.3的长度海冰的季节
研究趋势在像素级别而不是在地区层面上,帕金森(1992)介绍了海冰季节的长度的概念,为每个像素定义作为一年的天数计算像素有海冰的浓度至少15%。这个定义故意避免并发症有确定的开始和结束日期海冰的季节,可高度争议的考虑到流体性质的海冰覆盖,风会导致一个像素成为免费的冰短暂甚至在冬天。
最初引入时,海冰季节的长度计算了1979 - 1986年期间的深圳记录,并完成了海冰切断30%、50%以及15%。1979 - 1986结果发现一个连贯的趋势非常一致的照片无论海冰截止的选择。结果表明,在1979 - 1986年海冰季节缩短在东半球的边际冰区域和格陵兰海,但延长的西半球其他比格陵兰海(帕金森,1992)。
由于无源微波数据集加长的SSMI SSMIS数据,海冰季节的长度的照片趋势日益由缩短海冰季节(例如,见帕金森,2014结果1979 - 2013年)。现在,与1979 - 2021年43年后记录,比较海冰季节的长度的开始和结束的记录显示实质性差异(图8),43趋势显示缩短海冰季节几乎整个边际海冰区,用很少的位置有一个延长海冰季节,那些几乎完全沿着海岸,因此网格像素的受污染土地的存在(图9)。
图8。海冰季节的长度在1979年和2021年,从卫星被动式微波数据通过计算确定,为每个像素的天数,计算海冰浓度至少15%。
图9。趋势海冰季节的长度,1979 - 2021。对于每个像素,linear-least-square趋势计算从43年的海冰季节的长度值像素。
视觉上,一些特别突出对比1979年和2021年的地图海冰季节长度是:1)相当大一部分的鄂霍次克海东部冰季节持续120天1979年2021年根本没有冰的季节;2)在北部巴伦支海以北的挪威,有位置冰季节在1979年超过180天,没有2021年冰季节;3)在北冰洋冰季节超过360天的面积是相对较小的2021年比1979年(图8)。44年期间的最高幅度趋势发生在北部巴伦支海,一些像素负面趋势大小超过5天/年/十年)(50天,等同的海冰季节缩短210天以上完整的43年(图9)。
4讨论
在很大程度是因为北极海冰减少的令人信服的卫星记录在过去的几十年里,海冰已从一个相对很少的气候变量现在经常被气候变化谈判的“典范”,经常伴随着孤独的北极熊的照片令人不安的坐在小剩余的浮冰。本文文档的一些重要方面的卫星记录显示,包括海冰浓度下降,海冰范围,减少和降低海冰季节的长度(图1- - - - - -9)。然而,这些远非唯一重要的变化发生在北极海冰覆盖。
其他卫星研究使用被动式微波数据记录了大量额外的北极海冰覆盖下降的证据,从多年冰覆盖的减少(马斯兰尼克et al ., 2011;Comiso 2012;Bi et al ., 2020)早些时候开始融化的冰和/或它的积雪(马库斯et al ., 2009;幸福和安德森,2014年,2018年;辛格et al ., 2021)。卫星雷达测高已经被用于文档的北极冰层变薄(2002 - 2018年期间Mallett et al ., 2021),已使用卫星激光和雷达测高记录薄的冰在2018 - 2021年期间,与薄多年冰发现特别大(Kacimi和郭,2022)。潜艇声纳记录记录北极海冰变薄在20世纪的后半部分(Rothrock et al ., 1999;Yu et al ., 2004)。当潜艇记录进一步扩展在时间比卫星记录,他们是更全面的地理位置和更频繁的和定期的观察。卫星测高提供可能的最好的希望最终北极海冰厚度的长期记录,尽管获得冰厚度从卫星数据仍然是具有挑战性的,因为积雪等复杂的因素在冰上和云层之上的冰(例如,郭et al ., 2021;Mallett et al ., 2021)。
海冰研究扩展记录回之前的卫星时代包括基于数据的研究沃尔什et al。(2016)、综合稀疏pre-satellite记录的更完整的现代记录到数据库扩展回溯到1850年,基于模型的研究Schweiger et al。(2019),重建1901年北极海冰厚度和体积。的Schweiger et al。(2019)重建是由迫使Pan-Arctic冰海洋建模与大气数据同化系统(PIOMAS)。
的变暖的期望和温度之间的密切联系和海冰的形成和衰减,北极海冰减少预期,不过,总的来说,冰程度降低发生速度明显比模型模拟预测(例如,斯特罗伊夫et al ., 2007;斯特罗伊夫et al ., 2012)。海冰范围减少,从而减少对太阳辐射的反射,回到空间有助于进一步地区变暖,因此更大的变暖经历了近几十年来在北极比全球作为一个整体(Rantanen et al ., 2022)。
北极海冰的减少影响范围远远超出了导致北极变暖,全球气候系统的互联性确保地球的一个地区的重大变化将影响其他地区。一项研究的戈达德太空研究所(GISS)气候模型甚至发现37%的全球变暖模拟大气二氧化碳的一倍是由于包含明确的海冰计算模型中模拟(皮et al ., 1995)。此外,海冰计算纬度增加了模拟的变暖,不只是在极地地区(皮et al ., 1995)。观察和建模的研究表明,北极海冰变化可能影响中纬度天气事件(例如,弗朗西斯et al ., 2009;弗朗西斯和Vavrus, 2012年;Mori et al ., 2014;中村et al ., 2016;McCusker et al ., 2017;罗et al ., 2019;科恩et al ., 2021;太阳et al ., 2022),甚至印度洋偶极子(陈et al ., 2021)。其他的研究也质疑如何(例如,伟大的影响陆路,2016;Blackport et al ., 2019;Blackport和屏幕,2021年);但是考虑到系统的互联性,一些影响几乎是保证尽管科学家尚未解决和多么伟大的影响到底是什么。
除了气候和天气影响,北极海冰变化影响许多极地物种,包括北极熊最显著(例如,斯特灵和帕金森2006;斯特灵和Derocher, 2012),但要远远超出北极熊整个极地生态系统,海洋和陆地(例如,et al ., 2013后)。影响也扩展到人类经济活动,其中包括通过北极航线(生存能力的增加史密斯和斯蒂芬森,2013年;斯蒂芬森和史密斯,2015年)。
分析了南极的变化在过去的几十年里几乎不太好与全球变暖以及海冰的期望(例如,帕金森,2019;Meier et al ., 2022北极),但是结果很咄咄逼人地显示北极变暖(例如,Rantanen et al ., 2022)和减轻海冰覆盖(摘要)和卫星数据已经牢固建立这些结果的关键。
数据可用性声明
本研究的数据集分析公开。冰浓度数据在doi: 10.5067/8 gq8lzqvl0vl (Cavalieri et al ., 1996),和冰程度数据doi: 10.5067 / AE1XN2DQO5G4 (帕金森和DiGirolamo, 2022)。
作者的贡献
CP构思,写、修改和编辑文章。
资金
这项工作是由美国国家航空航天局(NASA)地球科学部门。
确认
作者大大赞赏尼克DiGirolamo科学提供的帮助系统和应用程序,Inc . (SSAI)生成数据。也由于去的组织者遥感女性这个特殊的问题,突出的贡献,女性遥感科学。
的利益冲突
作者说,这项研究是在没有进行任何商业或金融关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
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关键词:北极的海冰,北极海冰,气候变化,极地气候变化,地球观测卫星
引用:帕金森CL(2022)从43年北极海冰覆盖的卫星被动式微波观测。前面。远程Sens。3:1021781。doi: 10.3389 / frsen.2022.1021781
收到:2022年8月17日;接受:2022年9月20日;
发表:2022年10月21日。
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*通信:克莱尔·l·帕金森claire.l.parkinson@nasa.gov