文摘

自1980年代以来北极气候迅速变化。这项工作显示了截然不同的变化模式的冬天,春天,夏天的云分数和表面温度。在1982 - 2004年的卫星观测显示北极升温,成为人造云在春季和夏季,但冷却和冬天变得不那么浑浊。年平均表面温度增加了0.34°C的速度每十年。云分数的年代际利率趋势−3.4%,2.3%,0.5%,冬天,春天,夏天,分别。相应地,每年平均地表反照率−十年3.2%的速度减少。年平均,云的趋势迫使表面−2.11 W / m²每十年,表明阻尼影响云的表面变暖。降低海冰反照率和表面变暖会调节云辐射冷却效果在春季和夏季。北极海冰还与年代际的−率大幅下降8%,−5%,海冰范围和−15%,厚度,分别和体积。重要的表面温度异常和气候指标之间的相关性,特别是北极涛动(AO)指数,在一些地区存在,暗示全球气候变化与北极气候变化之间的联系。

1。介绍

最近的观测表明北半球海冰范围和厚度的显著减少(1- - - - - -9]。在过去的二十年里,北极气候系统的许多方面的变化被观察到,包括表面温度和反照率、大气环流、降水、降雪、生物地球化学循环,和植被(10- - - - - -16]。北极气候变化也反映在气候变化指标如北极涛动(AO),这表明气候系统的一个重要的变化发生在1970年代末和1980年代初(17- - - - - -21]。所有气候组件的交互和反馈如何扮演一个角色在北极气候变化是一个具有挑战性的问题。例如,最近的一项研究表明,云如何应对海冰覆盖的变化,这样一个人造云北极海冰逐年减少,预计在未来(22]。许多气候模型研究表明,北极是全球气候变化最敏感的地区之一的表面温度之间的正反馈,表面反照率,和冰程度,称为冰反射反馈(23- - - - - -27]。这个基本理论已经被各种各样的观测证据,证实尽管北极气候变化的记录是相对短暂,表面观察,地理稀疏。

本文总结了最近的北极气候变化和趋势面,海冰,云,辐射特性在此期间1982 - 2004。卫星数据形式分析的基础上,特别是扩大先进的高分辨率辐射计(AVHRR)极地探险者(APP-x)卫星数据集。与低纬度的可能联系气候变化也将被讨论。本文扩展了我们的以前的工作13- - - - - -15)有更长的时间系列(从18到23年),冰属性的引入,改善卫星检索算法。卫星检索算法包括重大变化的极地平流层云(PSC)检测和云类型标签,修订后的查找表检索云光学深度、粒子大小、粒子和阶段,改进的云掩模检测,更准确的表面温度和反照率的检索。

2。数据集和分析方法

这里使用的主数据集是一个多参数产品套件称为扩展AVHRR极地探险者(APP-x) [28- - - - - -30.]。APP-x数据产品包括云计算分数,云光学深度,云粒子阶段和规模,云顶压力和温度,表面皮肤温度,表面宽带反照率、海冰厚度、辐射通量和云辐射效应(“云强迫”)。产品检索与云进行表面参数检索(CASPR)系统(31日- - - - - -35]。每天两次APP-x由复合材料在25×25公里²北极和南极的像素大小,目前在1982 - 2004年期间,尽管它正在延长时间到现在5公里的空间分辨率。空间覆盖北极如图1。随着时间的推移APP-x一致没有可观测偏差(13]。验证主要是与收集到的数据在北冰洋的表面热平衡(示)田间试验在西方北极36- - - - - -38)和数据从两个南极气象站:南极和Neumayer39]。APP-x数据产品的不确定性进行了讨论和提出的小王和关键14]。

二级数据集在这项研究中的应用是海冰浓度源自Nimbus-7扫描多通道微波辐射计(深圳)和国防气象卫星计划(DMSP) f8,季,-F13特殊传感器微波/成像仪(SSM / I)光芒的网格单元大小25×25公里²使用美国宇航局团队算法(41),可以从美国国家冰雪数据中心(NSIDC)http://nsidc.org/data/nsidc - 0051. - html。海冰的浓度数据被用来确定海冰和估算海冰范围和海冰年龄在研究期间。

常用的气候指数数据来自各种数据源。北极涛动(AO)、北大西洋涛动(NAO),南极振荡(氧化铝),和太平洋/北美模式(机构)指数从NOAA /气候预测中心(CPC)。太平洋年代际振荡(PDO)指数的联合研究所研究大气和海洋(JISAO)。多元ENSO指数(美)来自NOAA地球系统研究实验室。海洋尼诺指数(ONI)来自NOAA / NWS共产党,和南方涛动指数(SOI)从NCAR / CGD气候分析部分。

除了基本的分析北极,气候变化的参数趋势分析的季节和年际变化的表面,海冰,云特性和辐射组件进行使用最小二乘回归与23年APP-x产品在此期间1982 - 2004。趋势分析方法本文详细描述了小王和关键(15]。除非特别指出,否则所有趋势报道这里有统计上显著的置信水平90%或更高。每个北极气候参数的退化与作为独立变量,和趋势值是线性回归直线的斜率以及一个标准偏差(SD)的斜率。

所做的分析是整个北极地区以北60°N及其18个亚区。18个气候变量的趋势计算列在表中1。表2给出了年度趋势18一些北极地区气候参数。趋势将在下面详细讨论。18亚区在图所示1,指定条件或者区域,用括号中的数字表示。这些条件的定义遵循托马斯和Rothrock (1993) (42和树林和弗朗西斯(2002)12)中定义的是一致的与北冰洋淡水预算的研究。土地区域细分是根据地理命名约定。另外两个北冰洋分歧也被用于更大的海洋区域。一个遵循树林和弗朗西斯(43),包括太平洋部门(区域1 - 4),东部和中部地区(5 - 7),北极盆地(区域1 - 7),和大西洋海洋部门(地区8 - 9)和杜松子酒(地区9)。另一个是来自Serreze和巴里(44北冰洋],它分为三大区域中央北冰洋,北冰洋,和极地帽(70°N向极),如图2。北极的陆地以北60°N被分成六个亚区图1:欧洲北部地区(13)、北俄罗斯中部地区(14),俄罗斯东北部地区(15),阿拉斯加地区(地区16),北加拿大(地区17)和格陵兰岛(地区18)。

3所示。表面

表面温度和气候系统的反照率是两个关键因素,反映了气候系统的主要国家。结果这两个参数在图所示3。时间序列及其趋势表面皮肤温度和宽带反照率在1982 - 2004年计算公里²分辨率像素在整个北极地区冬季以北60°N(型号,从去年12月数据,标记为DJF左上角的数字3)、弹簧(高于3,标记为老妈),夏季(6月,标记为环流),秋季(9,标记为儿子)和年平均(标记为年度)。

总的来说,北极表面温度的年增长率已大幅减少−0.037°C冬天SD为0.019°C。冷却主要发生在中部和东部北冰洋如图4。这一发现是一致的工作Serreze et al。40),显示在北大西洋北部降温趋势。的极冠,70°N的北部地区,地表温度已经下降了−0.125°C每年SD为0.042°C。同时,冬季表面宽带反照率实际上已经减少了与SD−0.41%的年增长率为0.14%。很大一部分的原因是北极地区在冬天是黑暗;反照率的趋势只有60°N之间的代表地区,大约76°N。

虽然在温暖的季节从春天到秋天,年利率的表面温度增加了0.068°C, 0.070°C,和0.045°C的SDs 0.028°C, 0.018°C,分别和0.021°C。相应地,地表反照率下降与SD−0.32%的年率0.11%的秋天,指示后冰冻期和降雪45]。图5显示地表反照率的空间分布趋势在秋天,表明大负面趋势在北冰洋中部和东部,波弗特海和楚科奇海。这同意海冰集中趋势,积雪厚度,其他研究人员报道(46- - - - - -51]。

年平均在整个北极地区,地表温度的年平均趋势显示了气候变暖的年增长率0.034°C SD为0.016°C。这种变暖主要来自春天和夏天的明显的变暖。相应地,年度平均地表反照率下降与SD−0.25%的年增长率为0.08%。

4所示。云

云是大气稳定性指标、湿度和循环。云与其他气候参数,如表面温度和辐射场,操纵或减缓气候变化通过复杂的反馈机制51,52]。更好的理解云的变化及其与其他参数之间的互动有利于理解复杂的北极气候系统。数据6- - - - - -9显示了时间序列和趋势在云属性包括分数,粒子有效半径,光学深度、粒子阶段,最高温度和最高压力随着大气可降水四季和年平均在整个北极地区。

在冬天,北极云层分数下降与SD−0.34%的年增长率为0.14%(图6)。北极中部,云已经开始下降在深秋−0.50%的年增长率,继续和增加级进入冬天。小王和关键(14)认为,减少云层在北冰洋与减少水分融合在南森盆地和地区的巴伦支海和喀拉海由于气旋活动疲软和随后的平流有点干燥的空气质量。降低温室效应的减少云层在冬季导致北冰洋表面温度的降温趋势(51]。

一些其他的云微物理和光学特性也发生了变化。图8显示了时间序列和趋势的云粒子有效半径,光学深度,和粒子的阶段。云粒子阶段是由两个数字表示:0为液相,固相(ice) 100, 0到100之间的数字代表平均值随时间和/或空间。低于50表明液相云占据主导地位;一个值大于50表明冰云占主导地位。液体水滴的云粒子有效半径的比率下降的第三到第二时刻王定义的大小分布和关键(14]。冰晶体光学性质是基于参数化的关键et al。33]。冬天的云粒子阶段显示了积极的趋势表明冰云增加。总体来说北极,云粒子有效半径和光学深度没有趋势,尽管一些特定领域的趋势如北极,那里是一个增加的趋势在云粒子有效半径的年增长率为0.5μm SD为0.1μ米云粒子相对应的增加趋势。云顶温度增加了北冰洋西部和北部加拿大,但减少朝鲜东部和北部俄罗斯中部。云顶温度趋势的空间分布模式类似于表面温度的趋势,也就是说,变暖在东方西方和冷却。对于大多数的北极地区,有积极的趋势在云顶高度(减少云顶压力),虽然有一些实例的负面趋势云高(增加云顶压力)在加拿大北极盆地和中部。

在温暖的季节,包括春、夏、秋季,唯一重要的云计算分数的趋势是在春天,增加了0.23%的年利率0.06%的SD。越来越阴沉在春天主要发生在北冰洋70°N以北区域,也就是说,极地帽,以年均0.47%的速度与SD 0.12%(图7)。在夏天一个小云分数的增加在很大程度上观察到在加拿大盆地和北俄罗斯中部的年增长率云分数增加约0.25%。大多数的其他领域没有表现出明显的趋势。在春天,没有统计上显著的趋势发现云粒子有效半径,云光学深度,或云粒子阶段为整个北极地区,尽管云光学深度和粒子阶段都表现出一些下降。也没有显著的趋势云光学深度和云粒子有效半径发现在夏天或秋天,除了云一直在增加在夏天液相。有一个小的负面趋势在夏季有效半径西方北冰洋和一个积极的趋势液相在杜松子酒海和巴伦支海云。有效半径的负面趋势,虽然不显著,在秋天的年增长率−0.10μm楚科奇海中发现的重要趋势,波弗特海,加拿大群岛海域,加拿大盆地和格陵兰岛的东部。总的来说,在秋云粒子阶段并展示一个积极的趋势在北极,与大多数的贡献从北冰洋中部和东部地区。云顶温度不表现出任何统计上显著的趋势持续在所有四个季节,春天除了云顶温度显示增加在西方北极和减少在东方北极,主要在欧洲北部。相比之下,有重大的负面趋势发现在云顶的压力在春天,夏天,秋天,和年度的意思,表示云顶高度越来越高随时间在暖和的季节。

每年的时间尺度,季节性趋势取消,导致没有云分数趋势总体来说整个北极地区,北冰洋的大部分地区有下降趋势云由于强烈冬季负趋势在这些海域。云粒子相的增加率为每年0.19 SD为0.10,主要是在北极的陆地面积。云粒子有效半径和光学深度表现没有明显的趋势。云顶温度没有趋势对整个北极地区,虽然云顶压力并展示一个积极的趋势。考虑到云顶温度估计从卫星数据但云顶的压力从模型获得温度曲线根据检索到的温度,这明显不一致的趋势两个参数可能意味着大气结构的变化。

云的积极趋势在大多数属性在温暖的季节通常符合气旋活动的增加的趋势(40)和一个总可降水增加趋势(PW)获得直接从独立NCEP / NCAR再分析数据集。在北冰洋以北60°N,几乎没有趋势PW冬季由于寒冷和干燥的空气,而在春天,夏天,和秋天的PW的年利率增长0.0012厘米,0.0024厘米,0.0026厘米和SDs的0.0005,0.0014,和0.0008厘米,分别如图6。这是符合表面温度趋势和支持卫星检索,至少定性。总的来说,年平均PW趋势是每年0.0020厘米和0.0006厘米的SD北冰洋。北部的陆地60°N,重要的趋势在PW发现有一些地区,例如,格陵兰岛,已越来越年增长率的0.0014厘米SD为0.0005厘米,其中大部分来自秋天每年0.0029厘米和0.006厘米的SD)。

5。辐射

表面辐射场控制表面能量预算决定了表面温度,影响明智的和潜在的热容和边界层动态条件。在北极冰/ snow-albedo反馈中发挥着关键作用在表面能量平衡预算。随着表面温度增加,冰/雪厚度和范围预计将减少,进而导致表面反照率下降和增加表面吸收短波辐射通量。理解表面辐射场的变化是非常有助于更好地理解云辐射效应,也就是说,所谓“云强迫”被定义为次全天净辐射通量的区别和净晴空辐射通量。因此积极云迫使表示温室效应和负值表示表面冷却效果或顶部的气氛(TOA)发生的云。

图10显示了时间序列和趋势的净短波,长波,全波段的辐射通量表面的四季和年平均60°N北部的北极地区。净辐射通量的定义是下降-上升流通量。在冬天,所有的净短波,长波,和全波辐射通量表现出消极趋势由于减少中央北冰洋中云,但这种趋势并不显著。有积极趋势净全波段的辐射通量在表面年利率为0.42 W / m²0.59 W / m²和0.27 W / m²0.22 W的SDs / m²0.27 W / m²和0.13 W / m²在春天,夏天,年平均,分别。当太阳在地平线北极,净短波和长波辐射通量往往相反的趋势与云迫使相关趋势,也就是说,更多的云增加净长波辐射通量,但减少地表净短波辐射通量更短波辐射反射回大气层。

图11显示了时间序列和趋势在短波,长波,和全波云迫使整个北极地区。在冬季净全波云强迫,这是由长波云的趋势迫使−0.17 W / m²每年的增长率有所下降−0.21 W / m²(减少温室效应)和SD 0.075 W / m²在回答一个消极的趋势在云分数(图6)。强大的冷却效果,可以看到云在中央北冰洋。减少的趋势在短波云迫使−0.04 W / m的年增长率²只代表了阳光的一部分北极地区的纬度低于约75°N。在温暖的季节,增加云分数在春天和温暖的云导致增加的趋势在长波云迫使(更大的变暖)的年增长率0.102 W / m²,但更多的云也导致强烈的负面趋势短波云迫使(冷却)的年增长率−0.325 W / m²的,这样有一个重大的负面趋势−0.223 W / m²每年SD为0.066 W / m²在全波云强迫。在夏天,短波云迫使级比冬天更大,它主导着净全波云的年增长率迫使−0.22 W / m²。长波云也迫使已经减少的年增长率−0.045 W / m²。虽然夏天短波和长波云迫使趋势不明显,产生的净全波云迫使组合的两个显著,年增长率−0.266 W / m²每年SD为0.122 W / m²。最强的冷却效果所云强迫发生在中央北冰洋和北极的陆地区域。在秋天,云表面冷却效果比在冬天和夏天那么强势,未予重视。整体全波云的年平均趋势迫使−0.211 W / m²每年SD为0.053 W / m²,表明增加冷却效果由云层表面上强制执行。

云之间的交互、表面和辐射场,也就是说,cloud-surface-radiation反馈,这样有显著增加趋势净辐射预算在春季和夏季。看来,在一年的阳光照射的部分减少海冰范围和反照率,结果从表面变暖超过增加云冷却效果,导致净表面全波辐射预算增加的趋势。然而,这些影响的平衡受到其他大气因素的影响,例如,空气温度和湿度。一般来说,净短波辐射通量了净长波辐射通量的全波段的辐射通量,如图10。楚科奇海,例如,有积极的净短波和全波辐射通量的趋势在夏季和秋季,主要是由于增加的趋势在地表温度和地表反照率的下降趋势。在这一领域没有趋势云分数,更多的短波辐射吸收表面。在一个表面性质变化不仅会影响其他表面性质,但也会影响云刘等人讨论的论文。22),这表明降低海冰浓度可能导致增加云层本地在某种程度上。这意味着cloud-radiation反馈可能采取行动调整净表面的辐射通量。

6。海冰

海冰可能是最北极气候系统的重要组成部分。也是北极气候变化的独特和重要指标海冰范围、浓度、厚度、体积,以及多年冰的损失。结合APP-x数据产品与海冰从微波观测浓度数据,一维热力学冰模型(OTIM) [34)是应用于估算海冰厚度和随后北冰洋的海冰体积以北60°N。OTIM是开发基于表面能预算理论的表面可能是覆盖着雪。验证模型的执行与海冰厚度测量从潜艇邮轮,系泊处和电台。的整体不确定性OTIM估计冰层厚度对地面真值小于20%。该模型详细描述(34]。图12是一个示例检索OTIM海冰厚度的2003年9月。

时间序列和趋势的海冰范围、浓度、厚度和体积超过1982 - 2004图所示139月份当北极海冰范围和厚度是最低的。总在北极冰程度下降的年增长率−54850公里²SD 13390公里²。area-average冰厚度也每年下降了0.003米,但它不具有统计学意义。海冰总额年增长率的下降−56.12公里³SD为18.82公里³。海冰面积平均浓度还显示了一个消极的趋势与SD−0.13%的年增长率为0.087%。

整体在北冰洋海冰范围、浓度、厚度、和体积一直−8%十的利率的下降,−1.4%,−5%,和−15%,分别符合自1982年变暖的北冰洋。郭和Rothrock6昂特斯坦纳和郭[7]发现更大的下降率在海冰厚度和体积与10冰云,和土地仰角卫星(卫星)活动,跨越了2003年和2008年之间的5年时间不重叠与本研究期和相对较小的地区覆盖中央北冰洋。此外,从微波提取海冰在1982 - 2011,年龄和程度的损失在北极海冰是完全从多年冰被定义为海冰生存至少一个夏天融化季节。图14显示了时间序列和总海冰范围的趋势,第一年海冰范围,多年海冰范围,北大西洋涛动(NAO)指数在1982 - 2011。北极多年海冰范围的年增长率已经下降−65980公里²SD 11620公里²,而与此同时,一年级的海冰范围相对增加的年增长率15960公里²SD 11580公里²了,但统计上显著。因此,总海冰范围的年增长率已经下降−51330公里²SD 5465公里²。

7所示。讨论

北极气候变化和趋势的分析在前面的部分表明北极确实热身自1980年代以来,这种变暖加速从20世纪的结束。全球变暖与全球变暖,虽然北极变暖速度更大,这种现象称为“北极的放大效应”(AA) (53]。弗朗西斯和Vavrus的最近的一项研究显示,北极放大可能会引起更持久的天气模式在情理之中,可能导致极端天气(54]。趋势的范围确定在这里也表明,北极之间的交互和低纬度地区很可能扮演了一个重要的角色在北极气候变化。

对应于北极海冰减少超过1982 - 2011年,北大西洋涛动(NAO)也显示出一个重要的负面趋势增长率的0.007−0.022的SD对负相(图14)。其他气候指数还可以用于更好地理解北极气候变化与全球气候变化之间的关系。最常用的气候指标包括北极涛动(AO), NAO,南极涛动(氧化铝),南方振荡(因此),多元ENSO指数(美),太平洋年代际振荡(PDO),美国Pacific-North(机构)模式,Madden-Julian振荡()MJO就可。图15显示自1950年以来气候指数的变化。似乎有重要的转折点在大多数气候指标,发生在1970年代末和1980年代初在全球气候变暖,如上所述在IPCC第四次评估报告55]。相应地,北极气候也迅速改变了对环境产生深远的影响,生态,生物周期。有没有北极气候变化与全球气候变化之间的联系?什么是北极地区对全球气候变化最敏感的吗?要回答这些问题,气候指数之间的相关系数和表面皮肤温度异常(SSTAs)计算每个像素在北极的冬天,春天,夏天,秋天,年平均23年月度数据的基础上。学生的以及用于检查在置信水平相关系数是统计学意义。

图16AO指数之间的相关系数图像和表面温度异常从1982年至2004年期间276个月。图像中的轮廓代表信心水平。它清楚地表明,不同地区在北极与AO具有不同的相关性。虽然在北极变暖是普遍在所有季节,除了冬季中央北冰洋、AO和地表温度异常的关系在不同的地区有很大的不同。举个例子,有一个在北极东部的正相关,但在北极的西部负相关。北欧和俄罗斯北部与AO具有正相关性,而格陵兰和加拿大北部有负相关性在所有季节除了弱正相关在夏天在加拿大北部。最高的相关性发生在冬天,夏天最弱的相关性,如预期AO的性质。AO可以解释大约30%的表面温度的变化在欧洲北部,巴芬湾,在冬天和格陵兰岛,每年它解释了时间尺度在表面温度大约25%的方差。NAO和SSTA之间的关系非常类似于AO和SSTA之间;其他气候指数显示较弱的相关性比AO SSTA和NAO所示(15]。

分析北极表面皮肤温度异常之间的关系和气候指数表明全球气候与北极气候在某种程度上。北极气候变化确实是密切相关的全球大规模的大气和海洋环流的变化。全球气候的变化在AO和NAO可以解释至少25%的北极气候的变化在每个赛季在一些地区,例如,格陵兰岛。表3列出了表面温度之间的相关系数异常和AO NAO指数使用原始时间序列和去趋势时间序列。每个去趋势时间序列是通过删除其线性趋势,也就是说,线性回归直线的斜率,从原来的时间序列。相关系数几乎相同的两套价值和信心。很明显,有一些在北极地区比其他地区对全球气候变化更敏感。这些地区应该非常有用的监测和预测北极气候变化造成的,至少在某种程度上,改变以外的北极。

8。结论

卫星数据提供了一个独特的环境和前所未有的机会来获得知识,边远地区的天气和气候,数据稀疏等领域北极和南极。APP-x数据集提供气候数据记录的表面,云,辐射,北极的冰冻层属性。本研究调查和趋势的基础上,更新最近的北极气候可变性APP-x数据集。如前面几节所示,整个北极表面似乎迅速变暖,但符号和大小的变化随时间和位置。每年的时间尺度整个北极变暖,但冷却也被观察到在北冰洋的冬天,除了波弗特海,巴芬湾,加拿大群岛海域,哈德逊湾,和加拿大盆地,趋势不显著。最强的冷却发生在东部中央北冰洋的年增长率在冬天−0.20°C。在温暖的季节(春、夏、秋季),所有重要表面皮肤温度趋势是积极的。最强的变暖是在加拿大北部的年利率表面温度变化是0.10°C, 0.07°C, 0.15°C, 0.17°C,和0.11°C,冬天,春天,夏天,秋天,分别和年平均。

北极云属性已经改变,尤其是在冬天和春天的时候发现了正面和负面的云分数的趋势。云越来越液相,可能与较小的云粒子有效半径和更高的云顶高度温暖的表面区域。云光学深度没有显示显著的趋势,除了加拿大北部,发现重大积极的趋势在夏季和秋季,在杜松子酒和海域一年四季负面趋势被发现的地方。此外,云高度显著增加在温暖的季节在北极大部分地区。净全波段的辐射通量在表面显示了一个重大的负面趋势在冬天北冰洋的大部分地区由于负面趋势云分数;积极的趋势被发现在温暖的季节最北极的陆地和海洋地区。云之间的交互、表面、辐射和大气条件下,通常称为cloud-surface-radiation反馈,共同造成重大的负面趋势冬天的净辐射通量和积极的趋势在温暖季节的北极地区。然而,在云的趋势迫使所有季节总是消极的,表明阻尼影响云的表面变暖。看来,在一年的阳光照射的部分的负面趋势海冰范围和地表反照率从表面变暖调节云表面阻尼效应变暖在某种程度上,这将导致积极的趋势在表面的净辐射通量季节变暖。

北极海冰是一个独特的和北极气候系统的关键参数。海冰的变化可以反映和影响北极气候状态在更大的程度上比其他任何地区。很明显从这个研究北极海冰自1980年代以来一直在下降明显,与整个十年−8%的利率,−1.4%,−5%,海冰范围和−15%,浓度、厚度、分别和体积。这些变化表明,北极变暖填料密封大量冰冻圈变化,这可能会导致北极气候向另一个前所未有的保持平衡的状态。一些研究[6,7]报道更多的海冰体积的快速下降,每十年高达−40%从2003年到2008年。

所有常用的气候指标暗示全球气候的一个重要转折点在1970年代末和1980年代初随着加速北极变暖。AO / NAO的相关分析和表面皮肤温度异常,云分数异常,可降水异常在北极表明至少有一个统计北极气候变化与全球气候变化之间的联系对于一些敏感的北极地区。反馈机制还需要进一步研究使用这两种模型和观察,和需要更多的研究以确定在多大程度上北极气候变化是由于局部流程(例如,蒸发)和大规模的循环。

大多数以前的研究的北极气候基于卫星数据集中在一个特定的气候参数。我们的研究评估趋势在很多主要的北极气候参数。阿加瓦尔et al。(2011)56使用先进的高分辨率辐射计(AVHRR)极地探险者(APP)数据在23年的时间里研究十年季节性晴空北极海冰反照率的变化。Comiso (2003) (57)利用AVHRR数据检查晴空北极表面温度的趋势在1981 - 2001年期间;他的结果非常类似于我们在季节和价值方面,例如,在冬季降温趋势发现中央北冰洋在他的研究和我们的。Schweiger (2004) (58从TOVS]相比,云计算趋势(洛斯操作垂直探测器)极地探险者检索和两个AVHRR数据集,包括APP-x的一个早期版本,和1980 - 2001年期间发现了类似的趋势。对于海冰趋势,郭和Rothrock6昂特斯坦纳和郭[7)(2009年)发现更大的秋天的下降率:每年20厘米,1237公里³每年在海冰厚度和体积,分别,但2003年和2008年之间的5年期间北极海冰变化显著,相对较小的地区覆盖中央北冰洋。马斯兰尼克et al。(2007)37)用一种不同的技术来估算海冰厚度从海冰年龄微波段1982 - 2006年的数据,但没有检查的趋势。这些研究异同值得进一步调查。

确认

这项工作是由美国国家科学基金会支持格兰特弧- 1023371,美国国家海洋和大气管理局气候数据记录程序,NASA玫瑰泰拉和阿卡项目,科学和NASA NPP科学团队对气候数据记录程序。美国国家冰雪数据中心(NSIDC)提供的标准应用程序数据和海冰浓度数据。NCEP / NCAR再分析全球概要数据集是由NOAA-CIRES气候诊断中心提供。美国国家航空航天局兰利研究中心提供了ISCCP D2臭氧数据集。观点,观点,和发现包含在本文的作者(年代),不应被视为一个正式的国家海洋和大气管理局或美国政府的立场,政策,或决策。