一种新的应用数学理论能够加深我们对海冰对全球气候影响的理解，并可能提升气候预测的准确性。
8月28日，《英国皇家学会学报a》上发表的一篇新论文，作者对热量在海冰中的传播提供了新的视角，海冰是调节地球极地气候的重要因素。
麦考瑞大学应用数学高级讲师、该研究的主要作者Noa Kraitzman博士表示，这项研究填补了当前气候模型中的一个重要空白。
Kraitzman博士指出：“在最寒冷的季节，海冰覆盖了海洋表面约15%的面积，而这一时期海冰数量达到最高。”他补充道：“海冰像一层薄膜，将大气与海洋隔开，负责两者之间的热量传递。”
海冰就像海洋上的隔热层，反射阳光，减缓热量交换。随着全球气温的上升，理解海冰的行为对于气候变化的预测变得愈发重要。
这项研究聚焦于海冰的热导率，这是许多全球气候模型中使用的关键参数。以往的模型未考虑海冰内液态盐水的运动，这可能会增强海冰的热传输。
Kraitzman博士提到，海冰的独特结构及其对温度和盐度的敏感性，使得测量和预测其性质，尤其是导热性，变得具有挑战性。
“观察小规模的海冰时，其复杂的结构令人着迷，因为它由冰、气泡和盐水夹杂物组成。”
“由于海洋上方的大气温度极低，低于零下30摄氏度，而海水保持在零下2摄氏度左右，造成了巨大的温差，水从上到下结冰。”
“当水迅速冻结时，会将盐分挤出，形成一种纯净的冰基质，这种冰基质能够捕获气泡和非常咸的水，称为盐水包裹体，周围是几乎纯净的冰。”
这些密集的盐水包裹体比新鲜海水重，导致冰内产生对流，形成巨大的“烟囱”，液态盐流出。
这项研究建立在特罗达尔1999年的早期实地工作基础上，他首次提出海冰内的流体流动可能增强其导热性。Kraitzman博士的团队现在为这一现象提供了数学证明。
Kraitzman博士表示：“我们的数学计算清楚表明，一旦海冰内的对流开始，这种增强是可以预见的。”
该模型还提供了一种将海冰的热特性与其温度和盐含量联系起来的方法，使得理论结果与测量结果可以进行比较。
具体而言，它为大规模气候模式提供了工具，可能导致对极地地区未来条件的更准确预测。
近几十年来，北极的海冰迅速减少。冰的流失引发了一个反馈循环：随着更多深色海水暴露，它吸收更多阳光，导致进一步变暖和冰的流失。
海冰的减少影响气候模式、海洋环流和海洋生态系统，其影响范围远超极地地区。
Kraitzman博士强调，了解海冰的导热性对于预测其未来至关重要。
研究人员指出，尽管他们的模型提供了理论框架，但仍需更多实验工作将这些发现整合到大规模气候模型中。
这项研究由澳大利亚麦考瑞大学、犹他大学和美国新罕布什尔州达特茅斯学院的数学家共同进行。
该研究得到了美国国家科学基金会的资助。
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希望本篇文章《海冰热传导特性：冷数学领域的前沿探讨》能对你有所帮助！
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