本文利用单海冰模式CICE和海洋-海冰耦合模式MOM的长期历史模拟结果,以及观测和再分析数据,分析了两种模式中的海冰误差特征。同时根据MERRA2的冰面再分析资料,从界面通量的角度研究了 CICE中海冰模拟误差的主要来源,并讨论了海冰外强迫对海冰误差的影响。在此基础上进一步研究了.海冰界面及海冰内部物理过程在海冰模拟过程中所起到的作用,以及海冰模式CICE中主要参数的敏感性和重要性,以此讨论了模式的不确定性。另一方面,评估了 S2S计划中四个模式在次季节到季节尺度上的海冰预测能力,并研究了海冰同化在单海冰模式及海洋-海冰耦合模式中对海冰模拟的影响。其结论如下:首先,CICE与MOM模拟的全球海冰季节变化整体较为合理。但两者模拟的南北极海冰面积在夏季偏少而冬季偏多,海冰密集度误差则主要表现为海冰边缘区域的偏差与海冰范围的异常。对于海冰体积,CICE在北极偏多且南极偏少,MOM在南北极均偏少。在误差特征的基础上,分析了冰-气通量与冰-海通量两种误差来源在不同时间及不同区域对海冰误差的贡献。其中冰-气通量的主要影响南北极冬季及夏季北极点附近的海冰,冰-海通量则可以解释夏季东西伯利亚海以及夏季南极海冰的误差。另一方面也考虑了外强迫变化对海冰模拟误差的影响,其影响既体现在海冰整体覆盖范围上,也体现在区域性特征上。冰面和冰底融化速率对外强迫变化的响应在整个融化过程中都比较明显,积雪融化速率的变化主要体现在其融化过程的后半段。冰-气湍流通量方案中的稳定性函数和粗糙度长度的改进会使冰面湍流交换过程变弱,导致边缘海冰的向上感热增加与大范围的潜热减少,以及风应力整体上的减弱。最终冰面总湍流热量通量的减小使得南北极海冰面积和体积减少了,而东西伯利亚海及波佛特海的海冰厚度误差也因此得到了改进。海洋混合层厚度对海冰融化和凝结的具体影响根据不同时间及不同区域而有所差异,混合层厚度增加会引起南北极海冰面积的减小,以及海冰体积在北极增多而在南极减少。海冰内盐度的变化通过影响其垂直热力结构来改变海冰融化速率,冰内盐度增加时,冰面和冰底的融化速率会加快,使得夏季海冰总量减少以及冰面融池增多。在CICE的主要海冰参数之中,雪面反照率调整因子、融池深宽比、融雪温度变化、新冰液相率和成脊时间系数的作用相对较大。最后,S2S计划中四个模式的海冰预测评估结果表明,UKMO和KMA的海冰预测能力较强,其次为NCEP和CNR。各模式对北极海冰密集度的预测误差在空间上具有相似性,3月的误差在大西洋一侧较明显,9月的误差在波佛特海与楚科奇海为负而在其他区域为正。在单海冰模式及海洋-海冰耦合模式中,最优插值方法对海冰密集度的同化效果显著,但其持续时间在两种模式中均较短。循环同化可以持续影响海冰的模拟,其在MOM中的表现要优于CICE,它可以很好地控制MOM中海冰误差的积累。