海洋北極気候システムにおける小規模物理プロセスの理解とパラメータ化の進展：レビュー

要旨：北極気候システムには、大気、海氷、海洋における多数の高度に相互作用する小規模物理プロセスが含まれています。国際極年2007–2009年の間およびそれ以降、これらのプロセスについての理解が大きな進展を遂げています。ここでは、これらの最近の進展がレビューされ、統合され、議論されます。大気物理学においては、主要な進展が雲物理学、放射伝達、中規模サイクロン、沿岸およびフィヨルドのプロセス、境界層プロセスと表面フラックスに見られます。海氷とその雪被覆に関しては、表面アルベドと雪の特性との関係、海氷の内部構造、氷の熱と塩の移動、重ね氷と雪氷の形成、および海氷の小規模力学の理解が進展しています。海洋においては、氷–海界面での交換プロセス、対流混合、二重拡散対流、潮流、および日周共鳴に関連する重要な進展がありました。この最近の進展にもかかわらず、これらの小規模物理プロセスのいくつかは依然として十分に理解されていません。これには、大気および海洋における波–乱流相互作用、氷–海界面での熱と塩の交換、そして海氷の力学的弱化が含まれます。他の多くのプロセスは独立したプロセスとして合理的に理解されていますが、課題はそれらの相互作用と他のプロセスに対する影響およびフィードバックを理解することです。小規模プロセスのパラメータ化の不確実性は、特に高緯度地域における気候モデリングが直面する最大の課題の一つです。パラメータ化のさらなる改善には、北極海氷に関する新たな年間フィールドキャンペーンと、衛星リモートセンシング研究および数値モデル実験との緊密な結合が必要です。