一种新的应用数学理论可以增强我们对海冰如何影响全球气候的理解，有可能提高气候预测的准确性。

8月28日发表在《英国皇家学会学报a》上的一篇新论文的作者，对热量如何通过海冰传播提供了新的见解，海冰是调节地球极地气候的关键因素。

麦考瑞大学应用数学高级讲师、该研究的主要作者Noa Kraitzman博士说，这项研究解决了当前气候模型中的一个关键空白。

Kraitzman博士说:“在最冷的季节，海冰覆盖了海洋表面约15%的面积，而这一时期海冰数量最多。”“这是一层薄薄的层，将大气和海洋分开，负责两者之间的热量传递。”

海冰就像海洋上的一层隔热毯，反射阳光，减缓热交换。随着全球气温上升，了解海冰的行为对于预测气候变化将变得越来越重要。

这项研究的重点是海冰的热导率，这是许多全球气候模型中使用的一个关键参数。以前的模型没有考虑到海冰内液态盐水的运动，这可能会增加海冰的热传输。

Kraitzman博士说，海冰的独特结构，以及它对温度和盐度的敏感依赖，意味着测量和预测它的性质，特别是它的导热性是具有挑战性的。

“当你观察小规模的海冰时，有趣的是它复杂的结构，因为它是由冰、气泡和盐水夹杂物组成的。

“由于海洋上方的大气变得非常寒冷，低于零下30摄氏度，而海水保持在零下2摄氏度左右，这就造成了巨大的温差，水从上到下结冰。

“当水迅速冻结时，它会把盐挤出来，形成一种纯冷冻水的冰基质，这种冰基质可以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的海水重，导致冰内对流流动，形成巨大的“烟囱”，液态盐流出。

这项研究建立在特罗达尔1999年的早期实地工作的基础上，他首次提出海冰内的流体流动可能会增强其导热性。Kraitzman博士的团队现在已经为这一现象提供了数学证明。

Kraitzman博士说:“我们的数学计算明确表明，一旦海冰内的对流开始，这种增强应该是预料之中的。”

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，允许将理论结果与测量结果进行比较。

具体来说，它提供了一个用于大规模气候模式的工具，可能导致对极地地区未来条件的更准确预测。

近几十年来，北极的海冰一直在迅速减少。冰的流失会导致一个反馈循环:随着更多的深色海水暴露出来，它会吸收更多的阳光，导致进一步的变暖和冰的流失。

海冰的减少会影响气候模式、海洋环流和海洋生态系统，影响范围远远超出极地地区。

Kraitzman博士说，了解海冰的导热性对于预测其未来非常重要。

研究人员指出，虽然他们的模型提供了一个理论框架，但需要更多的实验工作来将这些发现整合到大规模的气候模型中。

这项研究是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进行的。

该研究得到了美国国家科学基金会的资助。