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熊没有冰块。
"熊"号捕鲸船从浮冰中脱离。 信誉:新贝德福德捕鲸博物馆
客人的帖子
2016年8月11日12:14

嘉宾帖子:将1850年以来的北极海冰历史拼凑在一起

佛罗伦萨的羁绊

佛罗伦萨的羁绊

11.08.2016 |晚上12:14
客人帖子 嘉宾帖子:将1850年以来的北极海冰历史拼凑在一起

一篇借口佛罗伦萨的羁绊,美国国家冰雪数据中心首席研究员(国家冰雪数据中心)。

北极的海冰盖经历了一个众所周知的衰退在最近的几十年。海冰面积的减少在夏季最为明显,自1979年卫星记录开始以来,海冰面积每10年减少约12%。

这种快速下降的主要原因是气温的上升。北极变暖的速度是全球平均速度的两倍,这种现象被称为北极放大。其他因素,如风模式海洋变暖美国也在减少海冰方面发挥了作用。

1979 - 2015年9月北极海冰平均范围(每10年13.4%)。来源:国家冰雪数据中心

1979 - 2015年9月北极海冰平均范围(每10年13.4%)。信用:国家冰雪数据中心

卫星提供一个近连续记录这使得科学家可以监测到每天的变化。但由于这些数据只涵盖了最近35年的时间,我们需要从其他地方收集长期变化的信息。

这些数据是必要的,因为有些研究问题不能仅凭短期记录来回答,例如:

  1. 北极海冰盖在工业革命的开始以来是这一小的吗?
  2. 海冰在历史记录中迅速下降了吗?
  3. 几十年来,海冰是如何受到自然波动的影响的?

为了解决这个问题,我们设定了构建返回1850年的海冰的记录。这意味着从一些相当不寻常的来源收集数据。

数字化数据

首先,一点背景。在20世纪70年代,世界海洋冰研究人员的社区是一个小的。学者主要对在调节北极地表能量平衡的角色海冰的角色。金博宝188备用地址海冰从温暖的海洋中剥离了寒冷的气氛,反映了整个极地夏天的阳光,并通过熔化或冷冻的过程释放或储存热量。

当时,关于北极海冰范围的变化是否受到气候影响的问题仍然是一个悬而未决的问题。

尽管如此,科学家们仍然关心保存现有的海冰数据,并收集更多的数据,目的是生成北极海冰状况的全景图。

海冰观察来自远广,包括船舶报告,飞机调查,海军海洋学家的汇编,并由国家冰服务和气象办公室分析。

教授约翰·沃尔什,现在看阿拉斯加费尔班克斯大学米克·凯利博士,来自东安格利亚大学(现在退休),在检索数据时是先驱。他们从美国海军和英国气象办公室等来源,如空中调查,以及来自美国海军和英国气象办公室的信息丹麦气象研究所一年的年鉴地图(参见示例1978年1979-两个pdf文件)。

沃尔什和威廉查普曼教授伊利诺伊大学,利用这些不同的资源制作每月网格在1901- 1995年期间,北极和南大洋的海冰浓度。这些网格被证明在研究人员中非常流行——可能是因为没有其他选择。

然而,这一记录的早期几年都存在显而易见的差距。例如,在第二次世界大战期间几乎没有收集冰信息。

通过使用每个月的长期平均值来填补这些差距。这在下面的图表中示出,其中显示来自遇到的Hadley中心(红色和黑线)的每月海冰数据以及最近的美国宇航局卫星记录(蓝线)。

1890-2007年北半球海冰范围(实线)和面积(虚线)的时间序列,分别为英国气象局哈德利中心数据集HadISST.2.1.0.0(黑色),HadISST1.1(红色)和美国宇航局团队数据集(蓝色)。月平均值显示了a) 1月和b) 7月。

根据英国气象局哈德利中心的数据集,1890-2007年北半球海冰范围(实线)和面积(虚线)的时间序列HadISST.2.1.0.0(黑色的),HadISST1.1(红色)和NASA团队数据集(蓝色)。月平均值显示了a) 1月和b) 7月。资料来源:英国气象局霍莉·蒂奇纳

虽然该数据提供了长期海冰变化的指示,但它没有准确反映跌宕起伏自然变异性。这为气候莫德勒提供了一个问题,他们需要具有逼真的过去海冰波动的数据,以便将其投影为未来。

幸运的是,在这些月度网格发布后的十年里,更多的历史数据源已经可用。

新能源

我们使用了一系列新的数据来源来填补空白,并将北极海冰记录延长至1850年。我们还用最新的卫星数据更新了记录。

以下是我们用来创建海冰数据集的一些信息来源:

  • 北大西洋的海冰边缘位置,在1850年到1978年间,来源于各种各样的来源,包括报纸、船舶观测、飞机观测、日记等等。
  • 从1933年开始,北极和南极研究所的北极东北北极地区冰常规空中浓度数据来自北极和南极研究所。
  • 1870年至1962年,纽芬兰岛和加拿大海区的海冰边缘位置。
  • 1954年到1978年阿拉斯加周围水域的详细冰图,最初是一家咨询公司(theDehn的集合)。
  • 从1901年到1956年,丹麦气象学研究所的冰盖地图。
  • 捕鲸船日志条目这位指出船舶位置的指示是船是否在冰的存在下(见下面的捕鲸船的图像)。
在守望之巢,等待打击。“塔尔她吹”。照片由新贝德福德捕鲸博物馆提供。

在乌鸦的巢中,看着鲸鱼的鲸鱼。“她吹了”。照片提供的新贝德福德捕鲸博物馆

乌贼属照片鲸鱼鲸鱼船长在北极礼服

北极连衣裙的鲸鱼队;(左右)船长Shockley,Owen,Tobey,Whiteside,Adams,Millard,Fisher,Ellis,Keenan,Baker。照片提供的新贝德福德捕鲸博物馆

在我们掌握这些新资料之前,这些资料就已经以一种或另一种形式存在了。但是,在这些信息被纳入长期记录之前,许多信息需要数字化和解释。例如,下面是俄罗斯北极和南极研究所的一幅航空勘测地图。不同的颜色阴影显示了海冰的覆盖范围。

这是1933年8月由北极和南极研究所(俄罗斯圣彼得堡)编制的早期海冰覆盖地图。阴影的颜色表示海冰的范围。

这是1933年8月由北极和南极研究所(俄罗斯圣彼得堡)编制的早期海冰覆盖地图。阴影的颜色表示海冰的范围。资料来源:沃尔什等人(2016)

您可以看到以下数据来源,这次是丹麦气象研究所的地图之一。这些是可观的信息价值,因为它们代表了以多十年来持续的系统方式报告冰条件的合作国际努力。图例中的红色符号和术语(参见地图下方的特写)表示海冰范围。例如,“紧密包装 - 冰”表示海洋浓度为70%至90%浓度的冰。

1926年北冰洋的冰层状况

1926年8月的丹麦气象研究所冰图。红色符号标志着船舶日志中记录的观察的位置。来源:沃尔什等人。(2016)。

以上海冰图图例的特写视图

以上海冰图图例的特写视图。资料来源:沃尔什等人(2016)

所有这项工作的结果是我们的新工作数据集,“自1850年起,每月海冰范围和浓度网格化”。这更真实地反映了海冰每年的波动以及长期趋势。

下面的图表说明了新的记录。这条蓝线显示了北极海冰在3月份的范围,也就是冬季结束时,海冰达到了全年的最大值。红线显示的是9月份的海冰覆盖,也就是夏末海冰范围缩小到年最小值的时候。

北极海冰范围时间序列,1850-2013年,3月(蓝线)和9月(红线)。

北极海冰范围时间序列,1850-2013年,3月(蓝线)和9月(红线)。资料来源:沃尔什等人(2016)

最根本的目的,新数据集允许我们回答我们在本文开头提出的三个问题。

首先,在过去的150年里,海冰范围与近年来一直很小的地方没有任何意义。其次,近年来海冰率率在历史记录中也是前所未有的。第三,多十年海冰中的自然波动一般小于年度达到的变异性。

从1850年到1900年、1901年到1950年、1951年到2000年和2001年到2013年,每年9月的海冰覆盖最小值。这张地图显示了每个时期海冰范围的最小值,分别是:1879年、1943年、1995年和2012年。

从1850年到1900年、1901年到1950年、1951年到2000年和2001年到2013年,每年9月的海冰覆盖最小值。这些地图显示了每一个时期的海冰范围的最低值,分别是:1879年、1943年、1995年和2012年。

This guest article is based on the following journal paper: Walsh, J. E., Fetterer, F., Stewart, J. S. and Chapman, W. L. (2016) A database for depicting Arctic sea ice variations back to 1850. Geographical Review, doi:10.1111/j.1931-0846.2016.12195.x

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  • 科学家建造了一系列海冰回到1850年
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