基于CMIP6模式分析北极典型海区浮游植物藻华模拟误差

在海冰覆盖的极地海区，浮游植物季节性藻华变化呈现典型的单峰特征。由于藻华过程受控于海冰、光照、混合层深度和营养盐供给等多个因素，其发生时间和强度在地球系统模式模拟结果中存在较大的不确定性。本研究选取11种CMIP6地球系统模式结果，以多种类型的观测资料和产品作为判断参考值，评估各模式结果能否准确模拟北极典型海区（巴伦支海、楚科奇海及白令海）浮游植物藻华动态的变化规律。通过计算能表征光照和营养盐限制的多个指标，分析表层叶绿素a浓度模拟结果的误差来源。结果表明，依据冰下光照时长、混合层变化速率、表层硝酸盐指标将11种模式分为3组，与参考值指标差异较小组别中的模式在藻华模拟方面明显占优，而其余模式在表层硝酸盐或混合层变化的模拟上存在较大误差，导致表层叶绿素a浓度峰值的发生时间延后且峰值浓度误差大。总体而言，地球系统模式配置中除要考虑光照和营养盐这两种基础限制条件外，也需关注由温盐控制的上混合层深度，从而准确模拟出表层叶绿素a浓度的季节性变化规律，上述研究为地球系统模式中相关参数化方案的改进提供了参考。