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user: 4. 融冻期的年代际变化 已有研究以温度差 [ 21 ] 或亮温 [ 17 ] 来表示判断融冻期的长度。对于空间数据，各个格点融化开始时间和冻结结束时间不同，融冻期长度需以海冰的融化面积来确定 [ 22 ]。对于阈值的选取，有研究采用95% [ 22 ] 或90% [ 13 ] 海冰密集度来判定融冻期的起止时间。本文对区域逐日海冰密集度变化，采用五天的滑动平均，选取首次低(高)于90%的儒略日来确定融化开始(冻结结束)的日期，并计算出融冻期的长度，用来讨论融化开始日、冻结结束日及融冻期长度的年代际变化特征。 4.1. 融化开始日和冻结结束日 海冰变化表现出融化提前和冻结延迟的特点，且存在明显的年代际变化(表1和图4)。PS融化开始日(6.5 d/10yr)和冻结结束日(9.2 d/10yr)的趋势通过95%信度检验，即融化提前和冻结延迟显著，且冻结延迟强于融化提前。PS内各海域海冰融化提前和冻结延迟分别为4~9 d/10yr和5~10 d/10yr。CS、ES和LS的冻结延迟趋势较强，而BS则表现为融化提前趋势(9.2 d/10yr)显著，这是由于2016年BS海冰异常融化造成的趋势增强。在年代际尺度上，表现为PS在20世纪90年代融化提前和冻结延迟均在10天左右；而在2010~2017年融化提前了约22天，冻结延迟了约28天，冻结延迟变化最显著，同前一个时期(2000~2009年)相比，均超过10天，同时海冰减少显著的BS和LS融化显著提前，超过10天。20世纪90年代BS和ES融冰提前，CS冻结延迟显著增强；而随后的2000~2009年主要表现为ES冻结延迟和CS融冰提前显著增强。 图4. (a) 太平洋扇区、(b) 波弗特海、(c) 楚科奇海、(d) 东西伯利亚海和(e) 拉普捷夫海的融化开始日(紫线)、冻结结束日(黑线)和融冻期长度的逐年变化(所有趋势均通过95%的信度检验) Table 1 Decadal variation and long-term trends of melt onset day and freezeup da 时期 1990~1999 2000~2009 2010~2017 趋势(单位：d/10yr) 融化开始日 冻结结束日 融化开始日 冻结结束日 融化开始日 冻结结束日 融化开始日 冻结结束日 太平洋扇区 172(−10)/13 298(+10)/12 168(−14)/6 304(+16)/12 160(−22)/5 316(+28)/9 −6.5 9.2 波弗特海 174(−11)/23 288(+4)/17 177(−8)/22 295(+11)/7 156(−29)/19 309(+25)/6 −9.2 8.1 楚科奇海 181(−4)/11 325(+13)/16 170(−15)/8 328(+16)/16 164(−21)/9 338(+26)/13 −6.9 8.2 东西伯利亚海 183(−12)/27 284(+4)/9 176(−19)/11 297(+17)/9 168(−27)/10 307(+27)/11 −8.7 9.8 拉普捷夫海 164(−5)/11 284(+1)/11 164(−5)/17 288(+5)/7 152(−17)/9 299(+16)/5 −4.3 5.2 表1. 融化开始日和冻结结束日年代变化及长期趋势 融冰开始和冻结结束数值分别表示儒略日/标准差，括号内数值表示同1980s相比融冰提前、冻结延后的变化天数。粗体表示同前一个时期相比，增长超过10天。趋势均通过95%信度检验。 海冰融化开始日和冻结结束日的变化幅度具有显著的年代际特征(表2和图5(a)，图5(c))。ES和CS的滑动标准差逐渐减弱，这两个海域融化开始日趋于稳定，逐年差异减小，尤其是ES的标准差由20世纪90年代的27天减弱到近年来的10天；BS稍有减弱但依旧较强，各年代标准差均在20天左右；而LS变化幅度显著增强，逐年差异增大。冻结结束日变化相对较弱，除ES变化不明显以外，其他海域滑动标准差均明显的减弱，冻结结束日趋于稳定，尤其是BS减弱最明显，由20世纪90年代的17天减弱到2010~2017年的6天。此外，冻结结束日在20世纪90年代前后表现出较强的变化幅度，这与该时期海冰的年较差明显 [ 23 ] 有关。 PS融化开始日和冻结结束日与各海域的关系随年代变化发生改变(图5(b)，图5(d))。PS融化开始日在20世纪90年代中期之前与ES滑动相关系数维持在0.75左右(通过95%信度检验)；21世纪初期之前与LS具有统计上显著性的相关关系；21世纪初期之后不再表现为稳定的与某个或某几个海域相关。冻结结束日变化则是在21世纪初期之前与BS的滑动相关系数维持在0.8以上(通过95%信度检验)，此时PS冻结结束日变化主要表现为BS；而21世纪初期之后与ES和CS冻结结束日相关性显著增强(通过95%的显著性检验)，此时这两个海域冻结结束日变化与PS关系密切(图6(f))。 图5. 融化开始日和冻结结束日的((a)， (c))滑动标准差和((b)， (d))滑动相关分析(滑动窗口均为11年；相关分析中实心点的年份表示通过95%的信度检验) 4.2. 融冻期 受融化提前和冻结延迟的影响，PS融冻期显著增长且年代际变化显著(图4和表2)。PS融冻期长度趋势为15.7 d/10yr，融冻期显著增长，其中ES融冻期长度趋势变化最强，约18.5 d/10yr，而LS长期变化最弱，约9.5 d/10yr，这种变化与较强的冻结延迟趋势有密切相关。在过去39年中，PS融冻期长度约增长49天，尤其是2010~2017年变化最显著，同前一个年代相比，增长了近20天，这是由于该时期各海域融冻期均显著增长，其中ES和BS融冻期增长明显，均超过50天。 融冻期增长的变化幅度减弱，各海域与PS融冻期长度的关系具有明显年代差异(表2和图6)。融冻期长度在融化开始日和冻结结束日的共同作用下，除LS融冻期逐年差异增强以外，其他海域融冻期的变化幅度逐渐减弱，趋于稳定。PS融冻期长度变化在20世纪80年代主要表现为ES、CS和LS变化，在90年代则主要是BS变化，而21世纪初期之后与BS相关性逐渐减弱，直到不在具有统计意义，此时其他海域与PS融冻期相关性逐渐增强。BS与其他海域在同PS融化期长度相关性上具有相反的特征。 Table 2 Decadal variation and long-term trend of melting-frozen seaso 时期 1990~1999 2000~2009 2010~2017 趋势(d/10yr) 融冻期长度 融冻期长度 融冻期长度 融冻期长度 太平洋扇区 126(+20)/22 136(+30)/17 155(+49)/13 15.7 波弗特海 114(+15)/35 119(+20)/28 153(+54)/22 17.4 楚科奇海 144(+18)/26 158(+22)/20 174(+48)/16 15.2 东西伯利亚海 101(+15)/34 120(+34)/18 139(+53)/15 18.5 拉普捷夫海 120(+6)/19 125(+11)/22 147(+33)/19 9.5 表2. 融冻期长度年代变化及长期趋势 融化期长度数值分别表示融化期时长/标准差，括号内数值表示同1980~1989相比融冻期长度变化天数。粗体表示同前一个年代相比，增长超过10天。趋势均通过95%信度检验(单位：d/10yr)。 图6. 融冻期长度的(a) 滑动标准差和(b) 滑动相关分析(滑动窗口均为11年；相关分析中实心点的年份表示通过95%的信度检验)