北海道鄂霍次克海岸百年海冰观测记录揭示北太平洋气候变率的关键指标

日本气象厅等机构研究人员通过整合1890年代以来的手写记录与卫星数据，首次构建了北海道鄂霍次克海岸Abashiri气象站超过一个世纪的海冰连续观测数据集（包括首次/末次海冰日期FD_sight/LD_sight及每日冰量），解决了北太平洋气候研究中长期海冰数据稀缺的难题。研究揭示了海冰变化与阿留申低压强度的关联性，并创新性利用38km卫星海冰浓度（SIC）阈值重建了2022-2023年LD_sight数据，为理解鄂霍次克海与北太平洋气候相互作用提供了重要代理指标。

　　

气候研究的“时间胶囊”：百年海冰记录如何解码北太平洋密码
在气候变化的拼图中，鄂霍次克海的海冰如同一个敏感的温度计，其年复一年的消长不仅牵动着日本北海道的渔业与航运，更是北太平洋气候系统的“晴雨表”。然而，卫星时代之前的海冰观测数据如同散落的拼图碎片——日本气象厅（JMA）虽保存着1956年后的官方记录，但更早的手写观测报告（最早可追溯至1892年）长期尘封在Abashiri地方气象台的档案室中。更棘手的是，2021年后部分关键指标（如末次漂冰出现日LD_sight）的常规观测终止，导致气候研究面临数据断层危机。

日本气象厅气象研究所等16家机构组成的团队开展了这项“数据考古”工程。研究人员通过数字化手写台账《海水累年原簿》中的每日冰情草图与特殊日期记录，首次将Abashiri站的海冰观测序列延伸至1892-2023年，并创新性地利用卫星海冰浓度（Sea Ice Concentration, SIC）数据重建了缺失的LD_sight指标。这项发表于《Scientific Data》的研究不仅填补了鄂霍次克海长期气候记录的空白，更揭示了海冰变化与北太平洋大气环流（如阿留申低压）的深层联系。

关键技术方法
研究团队采用多源数据融合策略：①对1892-1955年手写记录（ABA数据）进行数字化与质量控制；②整合JMA官方发布的1956-2021年每日总冰量与漂冰量数据；③基于1978-2021年卫星SIC数据（分辨率0.05°），通过38km范围内SIC阈值（0.067）重建2022-2023年LD_sight；④利用15年滑动窗口分析验证时间序列均一性，识别自然变率（如1989年海冰突变）与人为观测变更的影响。

研究结果
1. 百年海冰日期序列的构建
通过交叉验证ABA与JMA数据，研究建立了四个关键指标的最长连续记录：FD_sight（1892-2025）、LD_sight（1892-2023）、FD_shore（1930-2025）和LD_shore（1956-2021）。其中FD_shore的定义历经多次变更（如1959年前以冰量≥10为阈值，后改为船舶通航受阻标准），但通过对比同期漂冰量数据（1930-2021），证实早期记录仍能反映气候信号。

2. 卫星数据重建的可行性验证

分析显示，以Abashiri站为中心38km范围内的SIC平均值能最优重建LD_sight（偏差-3.8天，RMSE 8.8天），其空间模式（图3）与已知的阿留申低压影响区吻合。这一方法虽存在误差，但显著优于直接使用25km（地平线距离）或100km（大范围平均）的方案。

3. 数据均一性检验
通过水平偏移量、趋势偏移和标准差偏移三项指标验证，发现FD_sight序列在1945-1946年（JMA成立）衔接点无显著人为间断，而FD_shore在1940年代末的异常高值可能与同期漂冰量增加（图7c）的真实气候信号相关。1989年的海冰骤减事件在累计SIC时间序列（图6c）中表现为显著负偏移，与先前研究的“阿留申低压减弱导致鄂霍次克海南部海冰减少”结论一致。

结论与意义
这项研究创造了三个维度的价值：数据层面，构建了鄂霍次克海迄今最长的海冰观测数据集（跨越131年），特别是通过卫星融合技术解决了观测中断的难题；气候机制层面，验证了Abashiri站海冰变化作为北太平洋气候代理指标的有效性，其FD_sight/LD_sight与阿留申低压强度的统计关联为跨尺度气候相互作用研究提供新线索；方法论层面，开发的“历史文档+卫星数据”混合重建框架（图1）可为其他地区的历史气候数据抢救提供范本。

值得注意的是，Tachibana等曾指出1989年鄂霍次克海冰突变与大气环流转型有关，而本研究通过长序列证实这种突变在百年尺度上仍属异常事件。随着北极放大效应加剧，这套数据集将成为检验气候模型预测能力（如CMIP6中鄂霍次克海冰消退速率）的关键“标尺”。正如作者强调的，当商业需求导致部分观测项目萎缩时，科学界需要更多此类“数据救援”行动，以守护气候研究的记忆链条。