發(fā)布時(shí)間：2018-01-12 11:28

  本文關(guān)鍵詞：1979-2012年北極海冰運(yùn)動(dòng)特征及其對(duì)氣旋活動(dòng)的響應(yīng)研究　出處：《上海海洋大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：北冰洋是全球淡水、熱量和鹽交換的重要區(qū)域。北極地區(qū)的海洋科學(xué)研究對(duì)全球氣候變化、北極航道開(kāi)辟等重要課題的開(kāi)展都起到舉足輕重的作用。過(guò)去的幾十年,北冰洋發(fā)生了劇烈的變化,其顯著特征是北極海冰的急劇減少。海冰是北冰洋與大氣的隔離層,海冰的覆蓋范圍對(duì)海洋的反照率、溫鹽環(huán)流和大氣-海洋間多種通量交換的調(diào)控發(fā)揮至關(guān)重要的作用。因此北極海冰變化及其影響因素的研究,為評(píng)估北極乃至全球氣候變化提供理論依據(jù),對(duì)了解北冰洋與中低緯度海洋的物質(zhì)、能量交換具有積極意義。首先,本文利用美國(guó)冰雪數(shù)據(jù)中心發(fā)布的逐月海冰平均運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和范圍數(shù)據(jù),分析了1979—2012年北極整體區(qū)域和波弗特-楚科奇海域、弗拉姆海峽兩個(gè)子區(qū)域的海冰運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及其與海冰范圍之間的關(guān)系。結(jié)果表明在過(guò)去34年里海冰平均運(yùn)動(dòng)速度呈增強(qiáng)的趨勢(shì),冬季海冰平均運(yùn)動(dòng)速度增加趨勢(shì)明顯強(qiáng)于夏季;北極整體區(qū)域以及波弗特-楚科奇海域、弗拉姆海峽的冬、夏季海冰平均運(yùn)動(dòng)速度的增長(zhǎng)率分別為2.1%/年和1.7%/年、2.0%/年和1.6%/年以及4.9%/年和2.2%/年。1979-2012海冰運(yùn)動(dòng)速度與范圍之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.77。其次,利用美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心/國(guó)家大氣研究中心的月平均風(fēng)速再分析資料,分析了1979-2012年風(fēng)場(chǎng)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。北極冬季和夏季風(fēng)場(chǎng)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)與海冰平均運(yùn)動(dòng)速度的變化趨勢(shì)一致,冬、夏季也均呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),冬季的增長(zhǎng)率高于夏季。二者之間在冬季和夏季的相關(guān)系數(shù)分別為0.50和0.48。結(jié)合歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心提供逐日氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、海冰密集度資料以及美國(guó)冰雪中心提供的逐日海冰運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),以2007年和2012年為例探討了北極表面風(fēng)場(chǎng)作用下海冰的運(yùn)動(dòng)特征以及輻散輻合。風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)對(duì)海冰的運(yùn)動(dòng)、輻散和分布發(fā)揮著重要作用。2007年夏季第234-273天波弗特海域被高壓系統(tǒng)控制,白令海峽和楚科奇海及其北部盛行南風(fēng)。波弗特渦旋強(qiáng)盛,使得波弗特海域海冰聚集在北極中央?yún)^(qū);順時(shí)針的風(fēng)場(chǎng)促使海冰向格陵蘭島和加拿大北極群島以北聚合。2012年白令海峽和楚科奇海域處于低壓和高壓系統(tǒng)的交界處,盛行偏北風(fēng),導(dǎo)致海冰從北極東部往西部輸運(yùn),加拿大海盆的多年海冰因離岸運(yùn)動(dòng)而輻散,產(chǎn)生薄冰,與喀拉海、拉普捷夫海域的海冰移向東西伯利亞海,并最終移入楚科奇海域,并在此區(qū)域受低緯暖水入流的影響而融化。再次,本文利用歐洲中心逐日4時(shí)次(6小時(shí))的風(fēng)場(chǎng)、海平面氣壓、海表面溫度、500hPa溫度等再分析資料,采用氣旋自動(dòng)識(shí)別和追蹤方法,統(tǒng)計(jì)了1979-2012年北極氣旋數(shù)量、空間分布、生命史、運(yùn)行距離和速度等特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn),冬季和夏季北極氣旋數(shù)量均呈波動(dòng)形式變化,冬季數(shù)量多于夏季。冬季和夏季北極氣旋的生命史分布基本一致,生命周期為5天以?xún)?nèi)的北極氣旋占絕大多數(shù)。相對(duì)靜止或緯向運(yùn)動(dòng)這一類(lèi)氣旋的運(yùn)行距離約在60km內(nèi),累積頻率約達(dá)到80%以上;其他三類(lèi)北極氣旋的變化趨勢(shì)相對(duì)較為平緩,在100km附近的累積頻率接近80%。北極氣旋的平均運(yùn)行速度為4.73m·s-1,在3~6m·s-1范圍的氣旋數(shù)量所占比例最大。氣旋的生成區(qū)和消亡區(qū)均呈現(xiàn)出空間分布的不均勻性,主要集中在大西洋一側(cè)的北極。楚科奇海域作為北冰洋與低緯度海洋聯(lián)通的渠道,是氣旋消亡的極值區(qū)。夏季海冰的變薄、面積的縮減和開(kāi)闊水域的增加,導(dǎo)致北極海冰更容易受到氣旋的影響。因此,本文最后探討了夏季北極氣旋個(gè)數(shù)與海冰范圍之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)1996-2012年夏季北極較強(qiáng)氣旋發(fā)生的個(gè)數(shù)與海冰范圍之間存在較為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-0.5。這可以說(shuō)明,1996-2012年較強(qiáng)氣旋的個(gè)數(shù)與海冰變化之間關(guān)系較為緊密。另外通過(guò)北極氣旋案例研究發(fā)現(xiàn),海冰受氣旋影響,運(yùn)動(dòng)模式趨向于氣旋式,速度會(huì)發(fā)生突增,密集度會(huì)驟減。這為進(jìn)一步研究北極氣旋對(duì)海冰的影響提供了證據(jù)。
[Abstract]:The Arctic Ocean is an important area of global freshwater, salt and heat exchange. The global climate change on marine scientific research in the Arctic, Arctic waterways and other important open research have played a pivotal role. In the past few decades, has undergone dramatic changes in the Arctic Ocean, a significant feature is the drastic reduction of Arctic sea ice ice. The isolation layer and the atmosphere, sea ice coverage of the ocean albedo, thermohaline circulation and air sea flux exchange between the various regulation play a crucial role. Therefore the Arctic sea ice and its influencing factors, and provide a theoretical basis for the evaluation of the Arctic and global climate change, on the understanding of the Arctic Ocean and the low latitude ocean the material, has the positive significance of energy exchange. First of all, the monthly sea ice using National Snow and Ice Data Center released the average motion data and data analysis. 1979 - 2012 - Chukotka area and overall Arctic Beaufort Sea area, the relationship between sea ice kinematics characteristics of Flam Strait, two sub regions and sea ice extent. The results show that in the past 34 years the average velocity of sea ice is increasing, the average velocity of winter sea ice increasing trend was stronger in summer; the Arctic region and whole Beaufort - the Chukotka sea, the Strait of Flam winter, summer sea ice velocity average growth rates were 2.1%/ and 1.7%/, there was a significant negative correlation between 2.0%/ and 1.6%/, 4.9%/ and 2.2%/.1979-2012 ice movement speed and range, the correlation coefficient is -0.77. second, then according to the analysis data of National Centers for environmental prediction / the National Center for atmospheric research, the average monthly wind speed, analysis of long-term trends in 1979-2012 wind field. The Arctic winter and summer winds long The same trend, the average velocity of phase change trend and sea ice in winter, summer also showed a growth trend, the growth rate of winter than in summer. The correlation coefficient between the two in winter and summer were 0.50 and 0.48. with ECMWF provide daily pressure field, the wind field, the daily sea ice motion data the snow and sea ice concentration data center, in 2007 and 2012 as an example of the Arctic surface wind field under the sea ice motion characteristics and divergence movement. Wind and pressure field on the ice, divergence and distribution plays an important role in.2007 234-273, the sea is the summer sky wave high pressure system control, the Bering Strait and Chukotka sea and the northern prevailing southerly. Beaufort Sea Ice strong vortex, the Beaufort gathered in the central Arctic; clockwise wind field makes to the Greenland Sea Ice Orchid Island and Canadian Arctic islands to the North.2012 polymerization of the Bering Strait and Chukotka waters is at the junction of the low and high pressure systems, prevailing northerly winds, resulting in sea ice from the Arctic to the west east transport, multi-year sea ice in the Canada Basin due to offshore movement and divergence, produce ice, and the Kara Sea, Rapp Jeff sea ice motion to the east of the sea of Siberia, and eventually moved into the Chukotka sea, and the effect of this region by melting and low latitude warm water inflow. Again, the European center daily 4 times (6 hours) of the wind field, sea level pressure, sea surface temperature, 500hPa temperature reanalysis data, the automatic identification and tracking method of cyclone, statistics 1979-2012 Arctic cyclone number, spatial distribution, life history, running distance and speed characteristics. The results showed that the number of winter and summer Arctic cyclone were fluctuation change, more than the number of winter Summer is basically the same. The history of life distribution in winter and summer Arctic cyclone, life cycle within 5 days of the Arctic cyclone majority. Relative distance running static or latitudinal motion of this type of cyclone is about 60km, the cumulative frequency reached about 80% above trend; the other three types of Arctic cyclone is relatively flat. The average speed of the cumulative frequency near 100km 80%. near the Arctic cyclone was 4.73M - s-1, 3~6m - S-1 in the cyclone number range accounted for the largest proportion. Generating area and disappearance of cyclone show area uneven distribution, mainly concentrated in the the Atlantic side of the Arctic waters of Chukotka. As the Arctic Ocean and the low latitude marine Unicom channel, is the extreme area cyclone dies. The summer sea ice thinning, area reduction and open water increases, resulting in Arctic sea ice is more vulnerable to cyclone effect. Therefore, the most After discusses the relationship between summer Arctic cyclone number and sea ice extent. The results show that there is a significant negative correlation between the 1996-2012 summer Arctic cyclone strong with the number of the sea ice extent, the correlation coefficient is -0.5. which can show the relationship between the number of sea ice and the change of 1996-2012 years strong cyclone also through more closely. Arctic cyclone case study found that sea ice was affected by cyclone, cyclone movement patterns tend to occur, the speed of surge intensity will sharply. This provides evidence for the further research on the influence of sea ice in the Arctic cyclone.

【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P731.15;P732

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