近年来，北极海冰正在发生剧烈变化。海冰减少使冬季海–气热量交换增加，导致局地云量增加。很多研究利用大气内部变率以及北极海冰和云的季节和年际性共同变化，了解北极低云对海冰变化的响应。然而，该方法难以将大气和海冰特征的共变对云层特征和辐射效应的影响与海冰的影响区分开。冰间湖作为极区冬季固定开放的开阔水域和薄冰区域，可以规避上述困难，其可作为评估云层对海冰覆盖的快速、近乎阶段性变化响应的天然实验室。
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北水冰间湖（North Water Polynya，NOW）是北极最大的沿岸冰间湖，位于格陵兰岛西北部和埃尔斯米尔岛之间，北部冰拱对其形成有着重要的作用。以NOW为例，本研究定量评估NOW及其周围海冰区域（NSI）湍流热通量，以及上空云层特征的垂向分布与差异，旨在揭示不同下垫面湍流热通量与其上空云层的响应关系。
©作者文章|图 北水冰间湖（NOW）位置
本研究首先基于ASRv2数据评估2005/2006—2015/2016年NOW和NSI区域的湍流热通量；然后利用CALIPSO数据提取极夜间NOW和NSI不同出现频率下，垂直高度上的云量和冰水含量；最后评估不同高度云量对下垫面湍流热通量的敏感性。
©作者文章|（a）CALIPSO数据在NOW及NSI区域的月轨迹覆盖情况（以2009年2月为例）（b）2005/2006—2015/2016年极夜期间NOW平均出现频率
结果表明，极夜期间NOW区域湍流热通量（201±40.15 W/m2）显著高于NSI区域（27.20±5.0 W/m2），这导致两个区域上空云层特征差异较大。具体而言，低空（0~2 km）内，NOW区域云量高于NSI区域约7%~34%。且NOW发生频率越大，云量越大。200~300 m高度间，云量对湍流热通量敏感性最大。其中，云量对潜热通量的敏感性超过感热通量或湍流热通量的2倍。NOW和NSI区域上空不同高度上冰水含量（IWC）差异同样显著：0~200 m 高度范围内，NOW区域IWC最大高于NSI区域约250%~413%。
图 NOW和海冰发生频率≥60%，70%和80%时，不同高度云量差异
本研究为深入理解北极海-冰-气热量交换与北极边界层云层特征的关系开辟了新的视角，为未来气候变化和预测研究提供重要参考。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927824001461
任海艺
介绍：中国空间技术研究院 503 所（北京卫星信息工程研究所）天地一体化信息技术国家重点实验室在站博士后，研究领域为极地遥感
惠凤鸣 教授
单位：中山大学测绘科学与技术学院
研究领域：极地冰雪参数遥感制图与海冰遥感监测研究
●王根育等. 2019—2022年亚欧大陆中纬度冰川消融速度加倍
《气候变化研究进展》创刊于2005年5月
由中国气象局主管、国家气候中心主办
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