neXtSIM¶

Arctic Ocean Sea Ice Reanalysis (ARCTIC_MULTIYEAR_PHY_ICE_002_016, neXtSIM-F; 노르웨이 NERSC의 neXtSIM 기반 북극 해빙 재분석)

정상 제공

한눈에 보기¶

기간 참고: Copernicus Marine 메타데이터(STAC) 기준 일자료 1993-01-01 ~ 2026-05-31(12,204일), 월자료 1993-01 ~ 2026-05(401개월)입니다(2026-09-21 자료 갱신). PUM은 기간을 "1993년 1월 ~ Y-1", 갱신을 "매년 11월(물리 재분석 ARCTIC_MULTIYEAR_PHY_002_003 갱신 뒤)"로, QUID는 "6개월마다 연장"으로 적고 있어 문서끼리 다릅니다. 초기장은 TOPAZ4 재분석에 2년 스핀업을 더한 것입니다(PUM). 해빙 두께 동화는 2010년 10월 이후 겨울(10~4월)에만 들어갑니다.

개요¶

노르웨이 NERSC가 단독 해빙 모델 neXtSIM-F로 만든 북극 해빙 재분석입니다. 해빙을 깨지기 쉬운 물질로 다루는 Brittle-Bingham-Maxwell(BBM) 유변학을 유한요소법으로 이동(라그랑주) 삼각 격자에서 풀며, 대기 강제력은 ERA5(1시간), 해양 강제력은 TOPAZ4b 물리 재분석(ARCTIC_MULTIYEAR_PHY_002_003, 일)입니다. OSI SAF SSMIS 해빙 농도를 매일 동화하고, 2010년 10월부터는 겨울철(10~4월) CS2SMOS 두께도 동화합니다. 해빙 농도·두께·눈 두께·이동 속도뿐 아니라 다년빙·신생빙 비율, 해빙 나이, 능선(ridge) 비율, 반사도까지 3 km 격자로 제공해 해빙 역학 연구에 쓰기 좋습니다.

활용 가능한 변수¶

Copernicus Marine 일자료 데이터셋(cmems_mod_arc_phy_my_nextsim_P1D-m_202411, originalGrid 포함) 메타데이터와 PUM의 변수표에서 확인한 이름입니다. 월자료·기후값 데이터셋도 같은 10개 변수입니다. BBM 유변학의 핵심 상태 변수인 해빙 손상도(damage)와 변형률·응력은 이 제품에 들어 있지 않습니다.

순간값 평균 누적 최대 최소 고정값 — 순간값: 표시 시각의 값 · 평균/누적/최대/최소: 표시된 구간 동안의 값 · 고정값: 시간에 따라 변하지 않음

해빙·눈 상태¶

해빙 종류·나이¶

해빙 이동·반사도¶

전체 변수 목록은 공식 문서에서 확인하세요.

받는 방법¶

• Copernicus Marine — ARCTIC_MULTIYEAR_PHY_ICE_002_016 — Copernicus Marine Toolbox (Python·CLI) / 웹 다운로드(Subset·File Browser)
  • 무료 Copernicus Marine 계정이 필요합니다. 데이터셋 ID는 일평균 cmems_mod_arc_phy_my_nextsim_P1D-m, 월평균 cmems_mod_arc_phy_my_nextsim_P1M-m (버전 태그 202411), 월 기후값 cmems_mod_arc_phy_my_3km-climatology_P1M-m(202511)입니다. 3 km 원본 극 평사도 격자는 각 데이터셋의 originalGrid 부분으로 따로 받습니다.
• Copernicus Marine Toolbox 문서 — Python / 명령줄(CLI)
  • subset(영역·변수 잘라 받기)은 위경도 보간본을, get(원본 파일)은 NetCDF 파일 그대로를 받습니다.
• 제품 설명서(PUM)·품질 문서(QUID) — 웹 문서(PDF)
  • QUID에 해빙 농도·두께·나이·반사도·이동 검증 결과(Table 1)가 정리되어 있습니다.

예시 코드¶

pip install copernicusmarine 으로 설치하고 처음 한 번 login()으로 계정을 저장한 뒤 실행합니다. open_dataset은 기본 위경도(0.03°) 보간본을 지연 로딩으로 엽니다. 원본 3 km 극 평사도 격자는 dataset_part="originalGrid"로 열고, 범위는 minimum_x 등으로 지정합니다(이 제품은 미터 단위).

import copernicusmarine

# copernicusmarine.login()  # 처음 한 번만

ds = copernicusmarine.open_dataset(
    dataset_id="cmems_mod_arc_phy_my_nextsim_P1D-m",
    variables=["siconc", "sithick", "sisnthick", "vxsi", "vysi"],
    minimum_latitude=70, maximum_latitude=90,
    minimum_longitude=-180, maximum_longitude=180,
    start_datetime="2024-03-01", end_datetime="2024-03-31",
)

# 3월 평균 두께 (일평균 값을 다시 평균)
sit_mar = ds["sithick"].mean("time")

# 해빙 속도 크기(m/s) — 기본 데이터셋은 동향·북향 성분
speed = (ds["vxsi"] ** 2 + ds["vysi"] ** 2) ** 0.5
print(float(speed.mean()))

# 원본 3 km 극 평사도 격자 (x·y 단위 m, 속도는 격자 x·y 성분)
ds_pol = copernicusmarine.open_dataset(
    dataset_id="cmems_mod_arc_phy_my_nextsim_P1D-m",
    dataset_part="originalGrid",
    variables=["sithick"],
    minimum_x=-1_500_000, maximum_x=1_500_000,
    minimum_y=-1_500_000, maximum_y=1_500_000,
    start_datetime="2024-03-01", end_datetime="2024-03-31",
)

실전 팁¶

• 2010년 10월 이전과 매년 5~9월의 두께는 두께 관측이 동화되지 않은 모델 값입니다. QUID 검증에서 동화 기간의 CS2SMOS 대비 두께 RMSD는 0.28 m지만, PIOMAS와 비교하면 기록 초기 약 0.4 m 얇았다가 동화 기간에는 약 0.1 m 차이로 줄어듭니다. 1993년부터의 두께·부피 추세에는 동화 시작(2010-10)에 따른 불연속 가능성을 고려하세요.
• 기본 데이터셋(위경도 0.03°)과 subset 결과는 원본 극 평사도 격자를 다시 보간한 것이라 값이 조금 매끄러워지고 육지 마스크가 약간 넓어집니다(PUM). 작은 규모 구조나 면적·부피 적분을 다룰 때는 originalGrid(3 km 등간격) 자료를 쓰세요. 3 km 격자도 모델 삼각 격자(약 10 km)를 보간한 것이라 실제 분해능은 그보다 거칩니다.
• originalGrid 파일의 vxsi·vysi는 격자 x·y 방향 성분이라 동향·북향이 아닙니다. PUM에 cartopy로 벡터를 회전하는 Python 예시가 있습니다. 좌표는 미터 단위이며, 투영이 구면(R=6378273 m)이라 WGS 84로 가정하면 위치가 어긋납니다.
• 동화 입력은 QUID 기준 OSI SAF SSMIS 해빙 농도(1993–2020 기후자료 CDR v3, 2021–2023 연장판 ICDR v3, C3S CDS에서 받음)와 AWI CS2SMOS(QUID 표기 "version 2.6")입니다. SSMIS 기반 연장판(OSI SAF OSI-430-a, release 3)은 2025-10-17 중단(suspended)되었고 AWI 병합 두께는 2025/26 겨울부터 CS3SMOS(v300)로 바뀌었으므로, 2024년 이후 구간은 입력이 문서와 다를 수 있습니다. 최근 구간을 이전 기간과 이어 분석한다면 Copernicus Marine 서비스 데스크에 입력 자료를 확인하세요.
• QUID에 따르면 해빙 농도는 위성보다 약 4~8% 높고, 다년빙 면적은 0.5~1백만 km² 과대, 결빙이 진행되는 10~12월 해빙 확장은 관측보다 느리며, 이동 속도가 큰 사건은 크기를 다 잡지 못합니다(OSI SAF 24시간 이동 대비 궤적 오차 약 4.2 km). 해빙 나이는 1993년부터 쌓이므로 2000년 무렵까지 충분히 스핀업되지 않았습니다. 같은 neXtSIM-F 체계의 실시간 예측 제품은 ARCTIC_ANALYSISFORECAST_PHY_ICE_002_011입니다.

공지 및 변경 이력¶

논문에 넣을 레퍼런스¶

데이터셋 인용¶

Copernicus Marine 제품 DOI (ARCTIC_MULTIYEAR_PHY_ICE_002_016) — DOI 10.48670/mds-00336

@misc{cmems_arctic_multiyear_phy_ice_002_016,
  author       = {{E.U. Copernicus Marine Service Information (CMEMS)}},
  title        = {Arctic Ocean Sea Ice Reanalysis ({ARCTIC\_MULTIYEAR\_PHY\_ICE\_002\_016})},
  publisher    = {Marine Data Store (MDS)},
  year         = {2024},
  doi          = {10.48670/mds-00336},
  note         = {Accessed on DD MMM YYYY}
}

논문 인용¶

neXtSIM-F 예측·동화 체계 논문 (제품 페이지 참고문헌) — DOI 10.5194/tc-15-3207-2021

@article{williams2021nextsimf,
  author  = {Williams, Timothy and Korosov, Anton and Rampal, Pierre and {\'O}lason, Einar},
  title   = {Presentation and evaluation of the {Arctic} sea ice forecasting system {neXtSIM-F}},
  journal = {The Cryosphere},
  volume  = {15},
  number  = {7},
  pages   = {3207--3227},
  year    = {2021},
  doi     = {10.5194/tc-15-3207-2021}
}

BBM 유변학 논문 (PUM 참고문헌) — DOI 10.1029/2021MS002685

@article{olason2022bbm,
  author  = {{\'O}lason, Einar and Boutin, Guillaume and Korosov, Anton and Rampal, Pierre and Williams, Timothy and Kimmritz, Madlen and Dansereau, V{\'e}ronique and Samak{\'e}, Abdoulaye},
  title   = {A New Brittle Rheology and Numerical Framework for Large-Scale Sea-Ice Models},
  journal = {Journal of Advances in Modeling Earth Systems},
  volume  = {14},
  number  = {8},
  pages   = {e2021MS002685},
  year    = {2022},
  doi     = {10.1029/2021MS002685}
}

사사(Acknowledgements) 작성¶

Copernicus Marine 자료이므로 "This study has been conducted using E.U. Copernicus Marine Service Information; https://doi.org/10.48670/mds-00336" 문장을 넣습니다. 제품 페이지는 정해진 인용문 대신 Copernicus Marine의 "How to cite" 도움말을 안내합니다.

Information on the datasets used in this study was compiled with the help of the Korean Climate Data Navigator (KCDN) (Sim, 2026; https://doi.org/10.5281/zenodo.23300923).

참고 링크¶

• 제품 설명서(PUM) — 격자·파일 이름·변수·시간 규칙
• 품질 문서(QUID) — 동화 입력·검증 결과
• 품질 요약(SQO)
• Copernicus Marine 제품 메타데이터(STAC)
• Copernicus Marine Toolbox — 원본 격자(originalGrid) 잘라 받기
• OSI SAF — SSMIS 자료 종료가 해빙 산출물에 미치는 영향
• neXtSIM version 2 모델 설명 논문 (Ólason et al., 2026, GMD — 제품 문서 인용은 아님)
• Copernicus Marine 사용자 공지(User Notification Service)