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本文利用各种统计诊断方法及1979-2019年逐日海冰面积和厚度数据、北极海冰初始融、冻日数据以及相应的逐日大气和海洋数据对北极海冰的多尺度变化特征进行了系统分析。首先分析了北极海冰季节性冻、融过程特征及成因;其次,分析了海冰面积和厚度的季节内振荡（ISO）特征及其长期变化;再次,对大气和海洋影响海冰ISO的机制进行了讨论。最后,评估了CMIP6中20个地球系统模式对海冰多尺度变化的模拟效果。主要结论如下:1.近40年,北极海冰面积减少,厚度变薄。北极边缘海冰融化提前、冻结延后,大西洋扇区更甚。随着北极边缘冰区海冰表面在融化期吸收总热能的年际增长,该区海冰融化提前、冻结延后,且2002年后北极融池的增多导致了融化期吸收热量和海冰融化量的跃增。由此,北极有更多的季节冰和薄冰生成。北极海冰的季节性融化和冻结与辐射通量的季节变化密切相关,而海冰的季节内变化则与感热通量和长波辐射的季节内变化有较好的反向相关关系。此外,风对海冰的冻、融也起着重要作用。以2007年融化季为例,大尺度环流场对应风场影响着海冰的运动和热量的向极输送。而在季节内时间尺度上,风速与海冰面积、厚度反向变化,北极气旋伴随的强风可以使海冰快速移动和破碎,也可以带来水汽、暖空气,同时通过影响区域海洋的垂直混合促进海冰融化。随着近几十年海冰的消融,季节冰的增多,海冰对大气的动力和热力强迫更为敏感,在季节内时间尺度上的变化变得明显。2.北极海冰面积的ISO信号从每年4月到次年3月先北移再南移,海冰面积和厚度的ISO强度均在北极冬半年较强（10-3月）,且强面积ISO发生在海冰密集度范围为0.15-0.8的边缘冰区,强厚度ISO发生在厚度范围为1-1.7m的薄冰区中。除强度外,两者的ISO周期也具有空间不均匀性,按照海冰面积和厚度ISO周期特征将北极边缘冰区分别分为区域1-4:区域1（20°E-90°W,55°N-90°N）海冰面积ISO周期为50-60天,区域2（90°W-0°,55°N-80°N）周期为60-70天;区域3（100°E-90°W,70°N-80°N）和4（60°W-100°E,75°N-85°N）海冰厚度ISO周期均为50-60天,但区域3更接近60天,区域4更接近50天。在一个ISO振荡周期内,两类ISO信号均随时间东移。近40年,海冰面积强ISO信号区域逐渐北移,区域1海冰面积ISO周期从60天减小到约50天,强度变强。边缘海冰厚度ISO信号减弱,中央海区增大,区域3信号移动变慢,160°E以东信号变强,区域4信号东移特征消失。北半球冬半年海平面气压的ISO与AO模态类似,有50-60天的振荡周期。在一个振荡周期内,AO模态经历了负-正-负的转变,AO为正（负）位相时,北极边缘海区域更易产生正（负）气温和海温异常,气温的正（负）异常是由偏南（北）风异常导致的,海温异常一方面是由于风驱洋流,另一方面是由于海气间的热量传递。AO正（负）位相减弱过程中,巴-喀海区域SLP负（正）异常加强并移动,导致了该区域气旋（反气旋）式风场的加强和移动、正（负）气温和海温异常产生并沿边缘海东移,导致了边缘海区域海冰的季节内融化和冻结。3.地球系统模式均能模拟出海冰面积的季节变化趋势。对比其他模式,以CICE为海冰分量的模式对海冰厚度年际变化和冬半年海冰厚度ISO空间态模拟较好。EC-EARTH3、EC-EARTH3-VEG（海冰分量为NEMO-LIM）和MPI的三个模式（海冰分量未命名）对海冰面积的年际变化及冬半年ISO空间分布模拟较好。在对海冰ISO的周期特征模拟中,以NEMO-LIM为海冰分量的模式、来自MPI的模式以及MRI-ESM2.0模式表现较好。在对海冰ISO移动特征的模拟中,大多数模式未能模拟出海冰厚度的ISO信号移动特征,有11个模式模拟出了海冰面积ISO信号的东移特征,其中有4个模式的海冰分量为CICE,4个为NEMO-LIM。