南极普里兹湾海冰反照率观测和参数化研究

利用南极中山站越冬观测平台，获取南极普里兹湾不同表面反照率的长期连续观测数据。分析反照率的日、天气、季节和年际尺度的时空变化特征，重点研究不同表面属性的光学特性，归纳南极普里兹湾海冰反照率的主要影响因子，并分析比较其同北极海冰反照率的异同。对现有主要参数化在南极的适用性进行评估比较，定量表面温度、雪厚、冰厚、雪/冰颗粒大小等参数对反照率的贡献，在此基础上发展适用于该地区的新参数化方案，并进行独立验证。所得成果可为南极冰-海耦合模式和气候模式中的海冰反照率参数化改进提供依据。

依托南极中山站持续开展了2010～2013年越冬观测，获取了目前国际上最长的南极海冰/雪面反照率观测数据；分析研究了反照率的变化特征及影响因子，分析表明，雪厚是影响反照率变化的重要因子，融化前期的反照率受表面温度影响较大，而干雪期反照率对表面温度并不敏感。降雪可通过增加表面雪厚和减小表面积雪粒径显著增加反照率，云层可通过吸收入射太阳光中的近红外波段增加反照率，从而致使降雪和阴天反照率比晴天观测平均增加0.18 和0.06；吹雪则可通过改变积雪光学厚度导致反照率发生显著变化。提出了一组表述不同海冰/雪面反照率日变化的经验公式，提高了对反照率日变化的估算能力；对7种国际上气候模式中常用的参数化方案进行评估，并独立发展了一个考虑降雪和云量影响的参数化方案，显著改进了反照率计算。