近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）海洋光學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在海冰透光性溫度響應(yīng)機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。該研究明晰了海冰漫射衰減系數(shù)對(duì)冰溫變化的響應(yīng)特征及內(nèi)在機(jī)制，并揭示了該溫度響應(yīng)對(duì)北冰洋冰藻初級(jí)生產(chǎn)及輻射能量傳輸?shù)臐撛谟绊憽Ｏ嚓P(guān)研究成果發(fā)表于Limnology And Oceanography，博士畢業(yè)生張雨為第一作者，副研究員許占堂為通訊作者。 

　　由于海冰與太陽(yáng)光的相互作用，海冰的光學(xué)特性不僅是氣候變化的一個(gè)指標(biāo)，也是氣候變化的一個(gè)放大器。在北極，當(dāng)太陽(yáng)短波輻射到達(dá)冰表面時(shí)，大約70%的年總能量被反射到大氣中，剩余的30%被傳輸?shù)胶１校⒎植荚诒鶎雍蜕蠈雍Ｑ笾小?duì)于反射的太陽(yáng)光線(xiàn)，目前已有完善的海冰反照率正反饋機(jī)制來(lái)闡釋海冰變化與溫度變化之間的關(guān)系。然而，針對(duì)海冰和海水系統(tǒng)中光的分布及其對(duì)溫度變化的響應(yīng)知之甚少，相關(guān)現(xiàn)象對(duì)冰區(qū)生態(tài)環(huán)境的潛在影響也不得而知。  

　　該研究基于2016年至2022年期間于加拿大曼尼托巴大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所進(jìn)行的三次海冰光學(xué)特性和冰溫的同步觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合2018年和2022年的遼東灣現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證觀測(cè)，明晰了海冰下行輻照度漫射衰減系數(shù)(the diffuse attenuation coefficient,K_d)與冰溫(ice temperature,T_ice)的負(fù)相關(guān)關(guān)系(T_ice 1 的變化可導(dǎo)致平均變化0.29 ^-1)，并發(fā)現(xiàn)K_d對(duì)高溫區(qū)間(-9 <  T_ice< -2 C)的溫度響應(yīng)要比低溫區(qū)間(-24 < T_ice < -9 )更加顯著。根據(jù)K_d-T_ice定量關(guān)系對(duì)北極海冰進(jìn)行參數(shù)化，估算發(fā)現(xiàn)：在春季光限制條件下，海冰的溫度響應(yīng)可顯著影響北冰洋冰藻初級(jí)生產(chǎn)；而對(duì)北冰洋海冰輻射能量傳輸?shù)挠绊懴鄬?duì)較弱。 

　　這項(xiàng)研究系統(tǒng)地研究了海冰的溫度響應(yīng)，在完善海冰光學(xué)特性認(rèn)知的同時(shí)，可改善大尺度氣候模式中海冰透光性的參數(shù)化。未來(lái)需要對(duì)北冰洋海冰的光學(xué)特性開(kāi)展全面的觀測(cè)、參數(shù)化和遙感反演研究，以對(duì)北冰洋海冰進(jìn)行更可靠的處理，同時(shí)改進(jìn)海冰溫度響應(yīng)對(duì)北冰洋生態(tài)影響的評(píng)估。

　　該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目共同資助完成。  

　　相關(guān)論文信息：Yu Zhang, Zhantang Xu*, Jens K. Ehn*, Aura Diaz, Yuezhong Yang, A significant change in sea ice diffuse attenuation coefficient with temperature and its implications for the Arctic Ocean, Limnology and Oceanography, 2023. doi: 10.1002/lno.12432 

　　文章鏈接：http://doi.org/10.1002/lno.12432  

　　圖1.下行光譜輻照度漫射衰減系數(shù)與冰溫的同步觀測(cè)結(jié)果 

　　圖2. 海冰K_d溫度響應(yīng)對(duì)北冰洋冰藻初級(jí)生產(chǎn)和海冰輻射能量傳輸?shù)臐撛谟绊懺u(píng)估