斯瓦尔巴群岛(斯匹次卑尔根群岛主岛的名称,而斯瓦尔巴特群岛之间的整个群岛的官方名称是76°26′N (Bjørnøya)和80°50′N (Sjuøyane)和10°30′E和28°10′E)是地球上最偏远的地方之一的北极仅一千公里。总土地面积的群岛62450公里2,约有60%的被冰覆盖。岛屿的海岸线是非常复杂的,有许多峡湾有序的,狭窄的入口和陡峭山坡或悬崖,在一个山谷中创建由冰川活动。斯瓦尔巴特群岛的地理位置和地形创建其独特的极地海洋气候,这是由连续的北大西洋的开放水域之间,北极海冰和高山冰川。这里的冬天不太冷比在任何其他位置纬度。所需的加热是由经向大气环流和海洋洋流。它使全球范围内气候强烈敏感的变化。在本地,西方斯匹次卑尔根电流热量和水分的主要来源在斯匹次卑尔根的西海岸。这使得西部和北部海岸的气候相对温和,海冰。东部的斯瓦尔巴特群岛受到了来自东北的寒流。当前把极低的水质量和北冰洋的海冰漂移甚至在夏天。
目前,荒凉的土地和水域的群岛见证巨大的气候变化,因此吸引大量国际科研界的关注。不同其他地方在北极,相当一部分的斯瓦尔巴特群岛研究是不像情景驱动的探险或田间试验但使用永久性的研究站。此外,斯瓦尔巴特群岛研究是真正国际化的,例如,国际研究站位于新奥勒松(78°55′N, 11°56′E)是由大约150挪威、德国、日本、意大利、法国、英国和其他国家的研究人员和研究人员开放。这个站是列入国际北极大气系统观察(http://iasoa.org)。在斯瓦尔巴特群岛中心大学(uni)是世界上最北端的高等教育和研究机构,坐落在朗伊尔城,斯匹次卑尔根在78°N。
具有挑战性的研究问题和机会的结合推动群岛上的高质量的研究已经引起了广泛的科学生产。图1显示历史发展的出版物的数量(根据美国ISI科学)讨论一个或另一个方面的斯瓦尔巴特群岛气象学。总的来说,自1980年以来,超过1500的出版物出现。最近国际极地年带来了更多的研究结果报告。这种发展和极地研究人类动机的重要性我们组织这个特殊的问题。
常规气象观测在斯瓦尔巴特群岛被时期以来的第一次国际极地年(1882 - 1883)。自1911年以来,定期观测在西海岸Isfjorden的面积。这么长时间观测记录在高纬度地区大型自然变化使得斯瓦尔巴特群岛特别有趣和重要的气候研究。因此毫不奇怪,很大一部分的贡献这一问题的分析处理的温度记录Isfjorden(见图2)。发展,许多作者分析了气温和降水变化和趋势。对所有温度系列,积极发现线性趋势年度值以及春天,夏天,秋天系列。一个非常强大的冬季变暖被确认为最新的几十年。显著变化也观察到在其他基本气候变量,例如,在总阴沉,气溶胶和降水。年平均总氮沉积是74毫克N / (m2年),但表现出较大的年际变化和主要是高度情景“强有力”的事件。活性氮排放的趋势从欧洲是不确定的,在北大西洋和增加气旋活动引起的气候变化可能导致更强烈的沉积发生在斯瓦尔巴特群岛。
虽然温度趋势是在观察,明确指出气候变化归因的具体原因仍然不太确定在该地区由于提到大外地平流的影响过程,远程并置对比,和长期的变化。这使得区域气候记录的归因不同的归因更大的大陆和全球尺度在其他地方发表。温度趋势从全球气候模型被迫缩减规模观察温室气体排放跨度基于趋势在斯瓦尔巴机场1912 - 2010。小说关注斯瓦尔巴特群岛地区表明预测未来气候变暖速率冬季观测到2100年的三倍,在最新的100年。朗伊尔城地区冬季平均温度在本世纪末预计在10°C高于现在的气候。还对降水、长期观测系列表明增加和预测表明进一步增加到2100年。同时,自然变化也强烈降低信噪比归因研究。在斯瓦尔巴特群岛发现温度负相关与太阳活动周期的长度。最强的负相关发现10 - 12年的滞后。太阳活动周期的长度之间的关系和平均气温在接下来的周期是用来模拟斯瓦尔巴特群岛年平均温度和季节温度变化。 These models show that 60 per cent of the annual and winter temperature variations are explained by solar activity. XXIst century temperature prediction by a statistical model is rather opposite to the prediction of the green-house gas forcing driven models. The statistical model predicts an annual mean temperature decrease for Svalbard from solar cycle 23 to solar cycle 24 (2009–20) and a decrease in the winter temperature could be as large as −6°C. As Figure2所示,没有明确的信号。
值得强调的是,斯瓦尔巴特群岛表层气候显著修改特定气候条件的峡湾和山谷。因此,数值模拟结果的解释这些特定的条件不正确复制,如最先进的气候模型,必须慎之又慎。同样,统计学关系可能取决于该地区的主要环流模式,因此必须小心也推断。查普曼和沃尔什2)和Alexeev et al。3)披露特别大不同的重新分析和模型之间的差异在Svalbard-Barents海地区。高分辨率的区域模拟由Kilpelainen et al。1,4峡湾]表明,气候条件可能是明显不同于那些在开放区域。此外,模拟温度可以相差数度取决于模型分辨率和天气条件。
观察性研究在斯瓦尔巴特群岛峡湾(例如,Isfjorden和Kongsfjorden)现在使用最先进的仪器,例如,应用三个tethersonde系统和一个新的激光雷达系统(MULID)。强烈反转强度和深度受天气条件影响的850 hPa高度。强有力的反演深度与高度升高基地,和最强的发生在热空气质量。出乎意料,向下长波辐射测量探测现场没有与反演属性。大多数低级飞机下降风有关。冰雪覆盖的Kongsfjorden,飞机被取消在冷空气池峡湾;射流核心位于冷雪表面时最高。在无冰Isfjorden,飞机是位于低。的结论,大多数飞机下降的起源与turbulence-resolving模拟挑战。这项工作建议的主要角色热陆海风循环和机械风将调制的山谷风。 The characteristic signatures of the developed down-slope gravity accelerated flow, that is, the katabatic wind, were found to be of lesser significance under typical meteorological conditions. Modellers simulated the atmospheric conditions over three Svalbard glaciers using the ERA-Interim reanalysis for boundary forcing and three nested model grids with 24 km, 8 km, and 2.7 km resolutions. They concluded that the choice of different physics schemes only slightly changed the model results. The polar-optimized microphysics scheme outperformed a slightly simpler microphysics scheme, but the two alternative and more sophisticated planetary boundary layer (PBL) schemes improved the model score. It should be noted that the polar PBL is rather different from its low- and midlatitude counterparts as the horizontal heat advection and negative surface radiation balance maintain temperature inversions over long periods of time.
斯瓦尔巴特群岛气象学相当受流程在群岛周围的海洋。研究之间的北冰洋斯瓦尔巴特群岛和弗朗茨约瑟夫土地阐明水(AW)流入大西洋的可能作用在塑造冰条件。冰条件显著影响斯匹次卑尔根群岛的温度制度,尤其是在冬天。密集的垂直混合的假说是上层AW边界释放大量热量向上,最终到达冰下水层时,冰层变薄。分析1979 - 2011年冰属性的一般趋势减少冰浓度透露,在1990年代中期开始。AW弗拉姆海峡功能单调增加温度时间序列在1990年代中期后,符合冰盖萎缩。
这个特殊问题的贡献目前不仅在斯瓦尔巴特群岛还复杂多样性的研究活动的具体高纬度环境现象的研究。他们也表明需要更好的整合在不同的科学领域和学科的研究。不幸的是,大量的气象观测和其他研究数据仍然没有广泛的研究团体。许多数据集需要仔细的质量控制和均化。模型和观察结果之间的差异更好的原因,需要显著降低。最近,这些需要终于满足和解决在欧洲和国家研究项目,例如,挪威极地计划(http://www.forskningsradet.no/prognett-polarforskning/Home_page/1231229969357)。
确认
我们客人的编辑这个特殊问题的进步气象学(AMET),感谢所有作者,评论家,AMET员工特别是Ghada阿里的帮助和礼貌的指导我们感激不尽。
Igor扫
普Argentini
Rajmund Przybylak
Irina Repina
安娜Sjoblom