弗拉姆海峡北极海冰输运的评估与预测：聚焦大气多模态响应的研究

　　本研究系统评估了12个CMIP6模型对弗拉姆海峡海冰漂移（SID）、海冰密集度（SIC）、海冰厚度（SIT）及海冰体积输运（SIVT）的历史模拟性能，并引入全球冰-海耦合模型（Global-FVCOM）进行对比。研究发现不同模型在模拟海冰变量时存在显著差异，基于评估结果筛选的优选模型集合显示，在SSP2–4.5和SSP5–8.5情景下SIVT均呈下降趋势，且后者下降更显著。研究还揭示了不同大气模态（AO、DA、BBO）对海冰输运的差异化调控作用，为北极海冰动态预测提供了重要理论依据。

　　

Highlight

本研究基于多源参考数据集，系统评估了12个CMIP6模型与Global-FVCOM对弗拉姆海峡海冰关键参数（SID、SIC、SIT）及海冰体积输运量（SIVT）的历史模拟能力。结果显示，尽管所有模型均能再现海冰输运的年际波动，但模型间差异显著，且CMIP6模型的偏差普遍大于Global-FVCOM。

Sea ice drift

通过对比1988–2014年多年平均海冰漂移（SID）数据，发现所有模型均能模拟出从北冰洋向格陵兰海的海冰输运格局，但在流速和方向上存在显著差异。与参考数据一致，海冰漂移速度在海峡西侧较高，向东逐渐递减。

Projections of sea ice volume transport

基于历史SIVT模拟性能筛选的优选模型集合表明，在SSP2–4.5和SSP5–8.5情景下，弗拉姆海峡的SIVT均呈现下降趋势，且SSP5–8.5情景下的下降更为剧烈。与全模型集合均值相比，优选6个模型的集合方案显示出更低的SIVT值和更缓慢的下降速率。

Discussion

不同CMIP6模型在SIVT模拟与预测中的差异主要源于大气驱动因子的响应差异。分析发现，多数模型中海冰输运与偶极子异常（DA）关联最强，其次为北极振荡（AO），而与波弗特-巴伦支振荡（BBO）的关联最弱。此外，时间尺度（年/月）的选择显著影响主导模态的识别结果。

Conclusion

本研究通过综合评估CMIP6模型在弗拉姆海峡的海冰模拟能力，筛选出高性能模型子集，并量化了不同情景下SIVT的下降趋势。研究强调大气多模态响应（AO/DA/BBO）对海冰输运的调控作用，为未来北极海冰动态预测提供了更可靠的模型约束方案。