受海冰反照率反馈效应的影响,北极海冰对气候变化最为敏感,海冰的减少使得海冰反射到太空的热量减少,海水温度升高,导致北极气温升高,进而全球平均气温升高。北极地区不仅在变暖,而且加速变暖,变暖速度是全球平均速度的2倍。在过去的几十年里,随着全球平均气温的上升,北极海冰正在迅速融化。自1979年以来,海冰减少约30%-50%。海冰厚度是影响北冰洋海洋与大气热交换、海冰变形程度和海冰环流的重要参数。此外,海冰的热力学和动力学还取决于海冰覆盖层的厚度。因此,准确测定北冰洋的海冰厚度及其分布显得尤为重要。由于北极地区特殊的地理位置和气候条件,系泊声呐、潜艇声呐、机载电磁感应、机载激光测高等观测手段都无法大范围获取长时序的北极地区的海冰观测数据,导致对北极海冰厚度的变化特征和趋势了解的不够充分。卫星测高技术的出现与发展,使得对北极海冰进行时空连续观测成为可能。欧空局的Cryosat-2卫星携带一个合成孔径干涉雷达系统(SIRAL),几乎覆盖整个北冰洋(88°N)。本文使用Cryo Sat-2卫星2015年1月至2018年12月的二级基线C的测高数据,在北极及其周边海域(50~88°N),通过程序读取Cryosat-2数据提取并计算剩余高程,采用阈值和标准差剔除粗差,由此确定沿轨海平面,并得到海冰干舷,最后通过浮力定律辅以必要的参数反演得到海冰厚度。利用波弗特海环流计划(Beaufort Gyre Exploration Project)的仰视声呐海冰吃水深度数据和美国NASA冰桥(Ice Bridge)科学计划的海冰厚度产品对相关结果进行精度评估。在此基础上,评估了北极及其周边海域海冰厚度的空间分布、季节性变化,结合气象要素(大气温度、海洋表面风速),探讨北极海冰厚度变化的成因。本文以2m为区分薄冰和厚冰的基准,2m以上为厚冰,2m以下为薄冰。主要结果及结论如下:(1)研究区域内的巴伦支海、卡拉海、拉普捷夫海、拉布拉多海、哈德逊湾、巴芬湾、戴维斯海峡、鄂霍茨克海等海域夏季无冰,经过秋季和冬季海冰的冻结,海冰厚度增加不超过2m。格陵兰岛和加拿大北部的海冰较厚,冬季和夏季均有3m以上的多年海冰存在。此外,波弗特海靠近加拿大北极群岛和北极点的位置,海冰较厚,弗雷姆海峡处,冬季有混合冰型,夏季其北部或附近海冰较厚。(2)春季:厚度大于2m的海冰所占比例大于60%;夏季:厚度小于2m的海冰所占比例大于50%,2015年大于80%,3m以上海冰所占比例小于10%,2015年1%左右;秋季和冬季厚度2m以上和2m以下海冰所占比例大致相同,约等于50%。区别是前一年秋季和后一年冬季相比,除了2016年秋季到2017年冬季相差不大或略小外,冬季4m以上海冰所占比例更大。(3)2015~2018年夏季2m以上海冰所占比例从大到小依次为:2017年、2016年、2018年、2015年,气温较低区域不同年份所占比例从大到小依次为:2015年、2017年、2016年、2018年,2015年来自格陵兰岛东部海风较大以及弗雷姆海峡海风较小,风向为从高纬到低纬,2018年与2015年类似,不同的是弗雷姆海峡风速较大,2016和2017年夏季,来自格陵兰岛东部的风速仍然较大,但是弗雷姆海峡的风向从低纬到高纬,2015和2018年夏季风促进着海冰从弗拉姆海峡的流通,2016和2017年阻碍海冰的流通,说明2015~2018年夏季海洋表面风对海冰厚度的分布情况产生着较大的影响。