基于Nimbus-7和DMSP衛星資料的北極海冰變化特征分析

沈春 ，施偉來

（1.解放軍理工大學氣象海洋學院，江蘇南京 211101；2.河海大學港口海岸與近海工程學院，江蘇南京 210098）

1 引言

海冰僅占大洋面積的7%,然而它所引起的海氣之間熱量、動量和物質交換的改變卻十分顯著[1]。北冰洋幾乎終年為海冰覆蓋著,這里集中了全球海冰的30%[2]。海冰主要通過3種方式影響全球氣候：（1）海冰限制極地大氣與海洋的直接接觸,并通過對地表反照率的作用改變地表熱平衡；（2）海冰影響溫度的季節循環,在秋季通過凍結釋放潛熱,在春季融化吸收熱量,延遲溫度極值的出現；（3）海冰的移動使淡水和負熱量產生一個向赤道的凈輸送,增加凈冰產生區的鹽度并在冰邊緣地區出現特殊的氣候條件[3]。

海冰時間變化尺度從數月到數年,以季節變化最為顯著。主要表現為一年生冰的生消過程,或者說表現為海冰南部邊緣的進退[4]。北極海冰的厚度任何年份都是在2—3月達到最大值，8—9月達到最小值[5]。北極增暖可能是溫室氣體導致全球增暖的一個敏感的指示器，北極地區的變化對地球環境變化有重要指示作用[6]。

1.1 目前北極海冰狀況

在全球變暖的大背景下，近30 a來北極的氣候系統的變化較其它地區更為明顯，是100 a來最顯著的[7-8]。有觀測結果表明，北極海冰覆蓋范圍大約從20世紀50年代開始明顯退縮，過去30 a北極海冰覆蓋范圍每10 a減少約3%，其中夏季最為顯著[9]。Cavalieri等[10]利用Nimbus 5 ESMR(1972.12—1955.03)，NIC(1972.01—1994.12)，Nimbus7 SMMR和DSMP SSMI(1978.10—2002.12)融合的30 a衛星資料分析，發現北極海冰從1972—2002年間減少速度為0.30±0.03×106km2/10 a，1979—2002年間減少速度為0.36±0.05×106km2/10 a，減少速度增加了20%。而且從2001年開始每一年整個北極海冰的范圍和厚度都在減少，并不斷出現極小值[11]。Deser等[12]研究得出在1979—2006年間，典型的海冰范圍最大值出現在3月7日，覆蓋范圍大約1.4×108—1.6×108km2。覆蓋范圍在春夏季會逐漸減少，每年典型的海冰范圍最小值出現在9月17日，覆蓋范圍大約是 5×107—7.5×107km2。Stroeve等[13]則在 2007年9月觀測到海冰平均覆蓋范圍只有4.28×107km2，這個值比2005年同月份觀測值少23%，比1979—2000年該月平均觀測值少39%。Overland等認為[14-15]最近北極的增暖可能是由于海冰減少的區域吸收更多的太陽能量改變了表面反照率引起的。而最近北極海冰的減少主要原因是大尺度大氣環流的變化，對人類活動的全球響應比如溫室氣體排放增加，還有海冰對海洋活動的反饋。

1.2 北極海冰的變化趨勢

Belchansky等[16]發現1979—2004年在北極的波弗特海、楚科奇海以及東西伯利亞海減少速度最快。Deser等[17]計算得出在1979—2007年間，北極海冰范圍變化速度為-0.52×106km2/10 a，這個速度相當于每10 a減少5%，這個速度在1979—1993年間達到-0.35×106km2/10 a，而在1993—2007年則達到了-0.9×106km2/10 a。黃菲等[18]發現北極海冰的減少趨勢存在顯著的年代際轉型，1979—1996年期間北極海冰范圍減小速率較慢，為-79.6 km2/month，而1997—2012年則加速融化，海冰面積減小速率（-213.0 km2/month）是 1979—1996年的 2.7倍。Zhang等[19]研究認為：在過去20 a北半球每年海冰減少速度是3.28×105km2/10 a，21世紀末這個速度將達到3.82×105km2/10 a。Wang等[20]通過耦合模式研究指出，北極氣候在今后的60 a時間里將發生迅猛的變化，這些變化主要包括海冰范圍的進一步縮小，環北極區域降水的明顯增加等。

1.3 北極海冰與大氣環流及海洋環流的關系

北極海冰對海洋環流乃至全球氣候的潛在影響已經得到公認。葉英[21]等根據1953—1984年的北極海冰覆蓋面積指數和南方濤動指數資料，分析了北極各海區海冰覆蓋量與南方濤動的時滯相關關系，結果表明，北極各區海冰與南方濤動之間均存在明顯的相關關系。魏立新等[22]利用2008年中國第三次北極科學考察數據對2008年夏季北極地區大氣、海冰的特征進行綜合分析，他認為北極海冰融化與表面氣溫及大氣環流形式有很大的關聯。田忠翔等[23]利用國際北極浮冰運動觀測資料（IABP）（1979—2006年），分析表明，北極海冰運動在不同時間尺度上，都體現出兩個基本特征，即反氣旋式的波弗特渦和穿極漂流。

北極海冰更多的是對海洋環流的影響。北大西洋翻轉流（THC）是全球尺度的，它通過輸送高溫高鹽的表層水能把大量熱量輸送到極地，同時將低溫低鹽的深層水輸送到赤道[24]。在北半球這個翻轉流發生在西北大西洋的格陵蘭、拉布拉多海。Broecker等[25]研究得出該海域由于溫鹽引起的海水密度變化部分是由于北極淡水的影響。北極融冰會增加這部分淡水并且會減弱翻轉流，這樣由北大西洋翻轉流引起的全球熱量交換就減弱了[26]。

2 資料

海冰密集度數據[27]來自于美國國家冰雪數據中心（NSIDC，National Snowand Ice Data Center）網站提供的格點化數據（ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/nsidc0051_gsfc_nasateam_seaice/final-gsfc/）。這套資料是由Nimbus-7衛星的掃描多通道微波輻射計（SMMR，Scanning Multichannel Microwave Radiometer）和美國國防氣象衛星（DMSP，Defense Meteorological Satellite Program）的DMSP-F8，DMSP-F11，DMSP-F13衛星的特種微波成像儀（SSM/I,Special Sensor Microwave/Imager）以及DMSP-F17衛星的特種微波成像儀/探測儀（SSMIS,Special Sensor Microwave/Imager）數據合成。這套海冰密集度資料是由NASA的海冰算法團隊根據以上兩種衛星提供的亮溫資料反演得到的。

由于來自不同的傳感器，Nimbus-7 SMMR和DMSP-F8，-F11，-F13，-F17 SSM/I（SSMIS）所提供的海冰密集度資料有一些不一樣的地方，在后期資料預處理時是需要注意的。第一，在軌時間不一樣，Nimbus-7 SMMR的在軌時間是1978年10月26日至1987年8月20日（其中1982年8月和1984年8月有部分資料缺失）；DMSP-F8，-F11，-F13，-F17 SSM/I（SSMIS）的在軌時間是1987年7月9日至今（其中1987年12月和1988年1月有部分資料缺失）。第二，由于衛星傾斜角度不同，覆蓋范圍不一樣，SMMR在84.5°N以北沒有資料，而SSM/I（SSMIS）在87°N以北沒有資料。第三，時間分辨率不一樣，SMMR（SSMIS）是隔天一幅資料，SSM/I是每天一幅資料。

本文使用的1979年1月—2012年12月的資料。資料的空間分辨率是25×25 km。根據NASA的海冰算法團隊的研究指出[28]這套海冰密集度資料總體的在冬季的準確度可達±5%，在夏季的準確度可達±15%。準確度在海冰厚度大于20 cm時最高。

3 資料預處理

3.1 資料的選取

選取的資料來自于Nimbus-7 SMMR、DMSP-F8 SSM/I、 DMSP-F11SSM/I、 DMSP-F13SSM/I、DMSP-F17 SSMIS五個不同的傳感器，他們提供數據的時間有一定的重合（見表1）。

表1 衛星提供海冰密集度資料的時間

本文不做數據融合處理所以當有2個以上傳感器同時提供數據時只選擇一種數據使用，具體選擇如下（見表2）：

表2 使用的海冰密集度資料的來源及時間

3.2 資料的平均和補缺

3.2.1 資料的平均

重點研究海冰密集度的季節、年際和年代際變化，使用每天或隔天資料的時間分辨率過密，運算效率低，繪圖效果差，所以將以上選取的資料處理成月平均資料。月平均資料只處理1979—2012年的資料。

3.2.2 缺測點的資料補缺

Nimbus-7和DMSP提供海冰密集度資料都有部分缺測點，對于這些缺測點的補缺方法如下：

（1）基于海陸分布資料對比判斷該點是陸地點還是海洋點；

（2）如果是海洋點選擇其東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個點中不是陸地的點的值平均得到該缺測點的海冰密集度值。

3.2.3 衛星不覆蓋區域資料補缺

無論是Nimbus-7還是DMSP提供海冰密集度資料都無法覆蓋部分北極的高緯度區域，但這些區域都是常年被海冰覆蓋的，海冰密集度幾乎可達100%。是否補缺分2種情況：

（1）每個月的平均海冰密集度資料不進行補缺

因為每個月的海冰密集度資料由兩套資料組成，SMMR在84.5°N以北沒有資料，SSM/I（SSMIS）在87°N以北沒有資料。84.5°N以北的區域在不同季節的海冰密集度差別很大，特別是夏季該區域海冰密集度數值分布在50%—100%，如果以某一個統一的數值補缺，造成的誤差太大，故不補缺。EOF使用的每個月的平均海冰密集度資料，為了使資料統一，只采用84.5°N以南的資料。

（2）多年平均月平均海冰密集度資料進行補缺

本文要計算海冰覆蓋面積，如果不將該區域的海冰密集度補缺，在計算海冰覆蓋面積時候會造成有很大的誤差。多年平均月平均海冰密集度資料只在在87°N以北海域沒有資料，對該區域海冰密集度統一以99%補齊。補缺前后海冰密集度分布圖存在一定誤差（見圖1和圖2）。從圖1可以看出，冬季87°N以北的海冰密集度以99%補齊后基本符合實際情況，該區域以外的海冰密集度可以達到99%；而圖2看出夏季87°N以北的區域海冰密集度較高，但其周邊部分區域并未達到99%，以這樣的數值補缺會使得后期統計結果中夏季海冰密集度偏高，海冰覆蓋面積偏大。根據NASA的海冰算法團隊的研究[28],夏季海冰密集度的數據準確度本來就比冬季差，補缺后會使得夏季的海冰密集度數據誤差進一步增大。但目前暫無較好的觀測資料可以完整地補缺該區域的資料，用該方法是目前國際通行的做法。

圖1 1979—2012年1月氣候態海冰密集度

圖2 1979—2012年8月氣候態海冰密集度

3.3 資料區域的劃分

根據國際區域海劃分，將北極區域劃分為不同區域分別研究其變化規律。具體劃分海域如圖3和表3。

4 結果與分析

4.1 北極氣候態海冰的季節變化

分析海冰變化時，考慮海冰面積和海冰范圍2個指標。海冰面積是指將海冰密集度大于15%的格點計入格點有效面積。海冰范圍是指將海冰密集度大于15%的格點計入格點全部面積。

圖3 北極海區區域海劃分

海冰面積和海冰范圍1979—2012年月平均值表明（表4、5），北極各區域海冰在1—4月最多，6月海冰開始融化，海冰在7—10月最少，11月開始結冰。從表4、5可以看出6月和7月是海冰融化最迅速的季節，這與Stroeve等[29]得出的北極海冰在九月下降最快稍有不同，可見隨著氣候變暖融化高峰季節有所提前。

在海冰最多的1—4月中，絕大多數區域海在3月海冰密集度達到全年最大值（見圖4a），整個北極海冰面積在3月可達13.1×106km2，并且在這個季節北冰洋（ArctOcn）、喀拉海和巴倫支海（BarKara）、加拿大北極群島水域（CanArch）和哈得孫灣（Hudson）幾乎海冰范圍遍布海區全部面積。在海冰最少的7—10月中，絕大多數區域海在9月海冰密集度達到全年最小值（見圖4b），整個北極海冰面積在9月減小為4.3×106km2，鄂霍次克海和日本海（Okhotsk）、白令海（Bering）、哈得孫灣（Hudson）和圣勞倫斯灣（StLawr）更是冰雪完全融化。

表3 北極海區劃分及簡稱表

表4 1979—2012年北極各海區域各月氣候態海冰面積（單位：105km2）

表5 1979—2012年北極各海區域各月氣候態海冰范圍（單位：105km2）

圖4 1979—2012年各月氣候態海冰密集度

4.2 北極海冰變化趨勢

因為在分析海冰變化趨勢時需要使用每個月的平均海冰密集度資料。由于使用統一的海冰密集度數值對該資料進行補缺誤差太大，所以本文對該資料不進行補缺。不進行補缺的北冰洋的海冰面積變化見圖5，1987年8月以前和以后的資料有一個明顯的跳躍，這就是由于1987年8月之前和之后使用的衛星資料覆蓋范圍不一樣引起的。資料缺失的部分主要在北冰洋海區，所以下文研究北極海冰面積變化趨勢時候主要考慮除北冰洋意外的各區域海的海冰變化。

圖5 1979—2012年北冰洋海冰密集度時間序列

圖6 1979—2012年北極各海區海冰密集度時間序列

表6 1979—2012年北極各海區域海冰范圍變化趨勢（單位：103km2/a）

北極區域海海冰面積的變化和線性變化趨勢見圖6。北極海冰面積在夏季下降趨勢明顯，這與Stroeve等[30]和Notz等[31]的結果一致。海冰在1979—2006年下降不明顯，1996年以后下降迅速。Comiso等[32]得出速度從1979—1996年的每10年-2.2%和-3.0%變成了1997—2007年的每10年-10.1%和-10.7%。整個北極地區的鄂霍次克海和日本海（Okhotsk）、哈得孫灣（Hudson）、巴芬灣/戴維斯海峽/拉不拉多海（Baffin）、格陵蘭海（Grnland）、喀拉海和巴倫支海（BarKara）、加拿大北極群島水域（CanArch）和圣勞倫斯灣（StLawr）的海冰均呈現出減少趨勢（見表6），其中喀拉海和巴倫支海（BarKara）的減少速度最為迅速，達到-14.89×103km2/a。

北極區域中只有白令海（Bering）海區的海冰密集度變化趨勢和其他海區相反，白令海的海冰密集度呈增加趨勢，增加的速度為0.53×103km2/a。Brown等[33]利用衛星資料專門對白令海進行研究，他得出白令海年平均海冰范圍在1979—2009年幾乎沒有明顯變化，只有微弱的上升趨勢，速度為0.44±0.65×103km2/a，與本文結果很接近。Moore等[34]提出白令海里只有Chirikov海盆海冰明顯減少，中部和St.Lawrence島南部海冰是增加的，這可能是白令海海冰總體增加的原因。Brown等[33]認為雖然白令海的海冰范圍沒有減少，但海冰可能變薄，導致海冰總量減少，但目前還沒有海冰厚度總量來驗證這種可能。

圖7 1979—2012年北極各海區海冰密集度異常時間序列和小波分析周期

圖7（續）

北極區域海海冰面積異常的時間序列和線性變化趨勢見圖7。變化趨勢和海冰面積一樣，只有白令海（Bering）的海冰面積異常呈上升趨勢，其他各海區均下降。各海區的變化周期各不相同。表7列出了各海區海冰范圍異常Morlet小波分析通過99%置信度檢驗的主周期。各海區的主要周期一般在一年左右，哈得孫灣（Hudson）的主周期為半年，喀拉海和巴倫支海（BarKara）的主周期較長，為18.5 a。

4.3 北極區域海冰密集度模態分析

海冰密集度的EOF分解前五個模態的方差貢獻分別為67.5%，8.0%，3.1%，2.2%和1.6%，累計方差貢獻達82.4%。

根據顯著性檢驗條件，滿足 λj-λj+1≥ej，ej=λj（λj，λj+1為相鄰模態的方差貢獻，n是樣本個數）。

表7 1979—2012北極區各海區域海冰范圍異常主周期（單位：a）

則認為這兩個特征值滿足所對應的經驗正交函數是有價值的信號[35]。經分析，海冰密集度的EOF分解得到的前5個特征向量都是有價值的。

海冰密集度的EOF1解釋了總方差的67.5%，占絕對優勢是北極海冰密集度變化最主要模態，EOF1特征向量空間分布（見圖8）在整個北極區域都呈現正值，說明第一模態整個北極區域海冰密集度的增大、減小是同步的。從量值大小看，海冰密集度變化幅度自極點向外逐漸增大，變化幅度最大出現在哈得孫灣（Hudson Bay）和巴芬灣（Baffin Bay）。

圖8 北極海域海冰密集度EOF分解第一模態特征向量空間分布

北極區域海冰密集度的EOF1的時間系數（見圖9）表現出明顯的季節變化特征，對EOF1時間系數做Morlet小波分析，得到EOF1的時間系數主要周期為1 a。

海冰密集度的EOF前3個模態基本度是季節變化，所以本文去除掉季節變化，對海冰密集度異常數據做EOF分析。的EOF分解前五個模態的方差貢獻分別為14.4%，10.1%，5.5%，4.1%和3.3%，累計方差貢獻達37.4%。根據顯著性檢驗條件[35]，海冰密集度異常的EOF分解得到的前5個特征向量都是有價值的。

海冰密集度異常的EOF1解釋了總方差的14.4%，是北極海冰密集度異常變化最主要模態，EOF1特征向量空間分布（見圖10a）在整個北極區域都呈現負值，說明第一模態整個北極區域海冰密集度異常的增大、減小是同步的。從量值大小看，變化幅度最大出現在靠近白令海峽的北冰洋（Arctic Ocean）海域以及喀拉海和巴倫支海(Kara and Barents Seas)。EOF2解釋了總方差的10.1%，EOF2特征向量空間分布（見圖10b），北極向太平洋一側為主要為正值，正值中心出現在白令海以及白令海峽以北的北冰洋（Arctic Ocean）海域，但鄂霍次克海（Okhotsk Sea）以及太平洋海域為負值；北極向大西洋一側為負值，負值中心出現在巴倫支海（Barents Sea）。北極向太平洋一側和向大西洋一側變化基本相反，呈現“蹺蹺板”式分布。EOF3解釋了總方差的5.5%，EOF3特征向量空間分布（見圖10c）較為復雜，整個北極區域有4個正值中心和4個負值中心，正值中心分別出現在北冰洋（Arctic Ocean）靠近俄羅斯附近海域，鄂霍次克海（Okhotsk Sea）、巴倫支海（Barents Sea）和格陵蘭海（Greenland Sea）北側海域；負值中心分別出現在白令海（Bering Sea）、喀拉海（(Kara Sea)、格陵蘭海（Greenland Sea）南側海域和拉不拉多海（Labrador Sea）。

圖9 北極海域海冰密集度EOF分解第一模態特征向量時間系數

圖10 北極海域海冰密集度異常EOF分解前3個模態特征向量空間分布

圖11 北極海域海冰密集度異常EOF分解前3個模態特征向量時間系數

北極區域海冰密集度異常的EOF1的時間系數（見圖11a）表現出較為明顯的趨勢變化特征，EOF1時間系數做Morlet小波分析，得到EOF1的時間系數有 1 a的主要周期。EOF2和EOF3（見圖11b、c）的時間系數表現的也都是季節變化特征。

5 結論

（1）北極海冰具有明顯的季節變化,海冰最多的月份在1—4月，最少的在7—10月，其中鄂霍次克海和日本海（Okhotsk）、白令海（Bering）、哈得孫灣（Hudson）和圣勞倫斯灣（StLawr）夏季無冰；

（2）北極海冰變化的總體趨勢是減少,夏季減少尤為明顯。喀拉海和巴倫支海（BarKara）的減少速度最快，與其他區域海不同白令海海冰密集度呈增加趨勢，這可能與該地區北部的風異常有關[36]；

（3）北極區域海海冰面積異常只有白令海（Bering）的海冰面積異常呈下降趨勢，其他各海區均上升。各海區的主要周期一般在一年左右，喀拉海和巴倫支海（BarKara）的主周期較長，為18.5 a；

（4）對北極區域海冰密集度和密集度異常數據分別做EOF分析發現，整個北極海域海冰密集度變化具有非常強的季節變化特征，長期變化趨勢不明顯。

[1]李培基.北極海冰與全球氣候變化[J].冰川凍土,1996,18(1):72-79.

[2]Power S B,Mysak LA.On the interannual variability of Arctic sea level pressure and sea ice[J].Atmosphere-Ocean,1992,30(4):551-577.

[3]賈朋群,卞林根,陸龍驊.南極海冰問題評述:觀測[J].南極研究,1992,4(1):51-60.

[4]Chapman W L,Walsh J E.Recent variations of sea ice and air temperature in high latitudes[J].Bulletin of the American Meteorological Society,1993,74(1):33-47.

[5]Comiso J C.Abrupt decline in the Arctic winter sea ice cover[J].Geophysical Research Letters,2006,33(18),doi:10.1029/2006GL027341.

[6]Rind D,Healy R,Parkinson C,et al.The role of sea ice in 2×CO2climate model sensitivity.Part I:The total influence of sea ice thickness and extent[J].Journal of Climate,1995,8(3):449-463.

[7]Morison J,Aagaard K,Steele M.Recent environmental changes in the Arctic:a review[J].Arctic,2000,53:359-371.

[8]Serreze M C,Carse F,Barry R G,et al.Icelandic low cyclone activity:Climatological features,linkages with the NAO,and relationships with recent changes in the Northern Hemisphere circulation[J].Journal of Climate,1997,10(3):453-464.

[9]Parkinson C L,Cavalieri D J,Gloersen P,et al.Arctic sea ice extents,areas,and trends,1978-1996[J].Journal of Geophysical Research,1999,104(C9):20837-20856.

[10]Cavalieri D J,Parkinson C L,Vinnikov K Y.30-Year satellite reveals reveals contrasting Arctic and Antarctic decadal sea ice variability[J].Geophysical Research Letters,2003,30(18),1970,doi:10.1029/2003GL018031.

[11]Serreze M C,Holland M M,Stroeve J.Perspectives on the Arctic's shrinking sea-ice cover[J].Science,2007,315(5818):1533-1536.

[12]Deser C,Teng H Y.Recent Trends in Arctic Sea ice and the evolving role of atmospheric circulation forcing,1979-2007[C].In:De Weaver E T,Bitz C M,Tremblay L B.Arctic Sea Ice Decline: Observations, Projections, Mechanisms, and Implications.Geophysical Monograph Series,2008,180.AGU,Washington,D.C.doi:10.1029/180GM03.

[13]Stroeve J,Holland M M,Meier W,et al.Arctic sea ice decline:faster than forecast[J].Geophysical Research Letters,2007,34,L09501,doi:10.1029/2007GL029703.

[14]Overland J E,Wang M Y.The third Arctic climate pattern:1930s and early 2000s[J].Geophysical Research Letters,2008,32,L23808.doi:10.1029/2005GL024254.

[15]Overland J E,Wang M,Salo S.The recent Arctic warm period[J].TellusA,2008,60(4):589-597.

[16]Belchansky G I,Douglas D C,Eremeev V A,et al.Variations in the Arctic's multiyear sea ice cover:a neural network analysis of SMMR-SSM/I data,1979-2004[J].Geophysical Research Letters,2005,32,L09605.doi:10.1029/2005GL022395.

[17]Deser C,Teng H Y.Evolution of Arctic sea ice concentration trends and the role of atmospheric circulation forcing,1979-2007[J].Geophysical Research Letters,2008,35,L02504.doi:10.1029/2007GL032023.

[18]黃菲,狄慧,胡蓓蓓,等.北極海冰的年代際轉型及極端低溫變化特征[J].氣候變化研究快報,2014,3(2):39-45.

[19]Zhang X D,Walsh J E.Toward a seasonally ice-covered Arctic Ocean:scenarios from the IPCC AR4 model simulations[J].Journal of Climate,2006,19(9):1730-1747.

[20]Wang J,Ikeda M.Arctic oscillation and Arctic sea-ice oscillation[J].Geophysical Research Letters,2000,27(9):1287-1290.

[21]葉英,董波.北極海冰與南方濤動的相關分析[J].海洋預報,1992,9(4):23-28.

[22]魏立新,鄧小花,縣彥宗,等.2007與2008年夏季北極海冰變化特征及原因的對比分析[J].海洋預報,2013,30(2):1-7.

[23]田忠翔,李春花,張林,等.氣候態下的北極海冰運動特征[J].海洋預報,2012,29(6):66-73.

[24]Mc Bean G,Alekseev G,Chen D L,et al.Arctic climate:past and present[R].Arctic climate impact assessment.Scientific Report,2005,Cambridge University Press.

[25]Broecker W S,Bond G,Klas M,et al.A salt oscillator in the glacial Atlantic?1:the concept[J].Paleoceanography,1990,5(4):469-477.

[26]Broecker W S.The rmohaline circulation,the Achilles heel of our climate system:will man--made CO2upset the current balance?[J].Science,1997,278(5343):1582-1588.

[27]Cavalieri D,Parkinson C,Gloersen P,et al.Sea ice concentrations from Nimbus-7 SMMR and DMSP SSM/I passive microwave data[R].Technical report,Boulder,Colorado USA.1996.

[28]Cavalieri D J,Crawford J,Drinkwater M,et al.NASA sea ice validation program for the DMSP SSM/I:final report[R].NASA Technical Memorandum 104559.National Aeronautics and Space Administration,Washington,D.C.126 pages.1992.

[29]Stroeve J,Holland M M,Meier W,et al.Arctic sea ice decline:Faster than forecast[J].Geophysical Research Letters,2007,34,L09501,doi:10.1029/2007GL029703.

[30]Stroeve J C,Serreze M C,Holland M M,et al.The Arctic’s rapidly shrinking sea ice cover:A research synthesis[J].Climatic Change,2012,110(3-4):1005-1027.

[31]Notz D,Marotzke J.Observations reveal external driver for Arcticsea-ice retreat[J].Geophysical Research Letters,2012,39:L08502,doi:10.1029/2012GL051094.

[32]Comiso J C,Parkinson C L,Gersten R,et al.Accelerated decline in the Arctic sea ice cover[J].Geophysical Research Letters,2008,35,L01703,doi:10.1029/2007GL031972.

[33]Brown Z W,van Dijken G L,Arrigo K R.A reassessment of primary production and environmental change in the Bering Sea[J].Journal of Geophysical Research,2011,116,C08014,doi:10.1029/2010JC006766.

[34]Moore S E,Grebmeier J M,Davies J R.Gray whale distribution relative to forage habitat in the northern Bering Sea:Current conditions and retrospective summary[J].Canadian Journal of Zoology,2003,81(4):734-742,doi:10.1139/z03-043.

[35]吳德星,李強,林霄沛,等.1990-1999渤海SSTa年際變化的特征[J].中國海洋大學學報(自然科學版),2005,35(2):173-176.

[36]Sasaki Y N,Minobe S.Seasonally dependent interannual variability of sea ice in the Bering Sea and its relation to atmospheric fluctuations[J].Journal of Geophysical Research,2005,110,C05011,doi:10.1029/2004JC002486.