简单规则支配北极海冰融池的图案

在远北地区被放大的气候变化导致近年来海冰快速消退。夏季，融池在北极海冰表面形成，显著降低冰的反射率（反照率），从而加速冰的融化。融池几何形态控制着这一关键反馈的细节；然而，目前尚不存在可靠的融池几何模型。本文表明，一个围绕随机大小与随机放置的重叠圆盘的空洞模型再现了融池图案的本质特征。仅有的两个模型参数——特征圆盘半径与覆盖分数——是通过比较模型与融池航拍照片间决定典型融池尺寸及其连通性的两个关联函数而选定的。利用这些参数，该空洞模型稳健地再现了融池的面积—周长与面积—丰度关系，跨越逾 6 个数量级。通过分析多个日期融池的关联函数，我们还发现融池尺度与连通性在不同年份与冰型间惊人地恒定。此外，我们发现融池类似于渗流阈值附近的渗流团簇。这些结果表明北极融池的几何与丰度可被简单描述，可用于未来北极融池模型以改进海冰对北极变暖响应的预测。