风力驱动的冰 floe 碰撞解释了北极海冰的观测扩散现象

海冰在极地海洋上的运输在气候研究中发挥着重要作用。这种运输主要由湍流风力驱动，导致冰 floe 进行随机运动。观测到的海冰扩散率和速度分布与布朗模型相差数个数量级，这使得预测海冰运输具有挑战性。我们通过考虑冰 floe 因应噪声风力而产生的相互作用的随机颗粒模拟，完全解决了上述问题。仅使用直接测量的量作为模型输入，我们以惊人的定量精度再现了 Fram Strait 观测到的扩散、扩散率、速度分布和功率谱。我们将这些特征理解为冰 floe 碰撞将风力注入能量迅速耗尽的直接结果。动力学理论为洞察这些动态提供了见解，尤其以环境特性为基础，并与观测结果高度一致。本文所发展的思想和工具为基于局部 floe 尺度过程实现全球海冰运输的新型预测性理解奠定了基础。