發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 20:34

　　 利用實(shí)測(cè)溫鹽數(shù)據(jù)分析了夏季加拿大海盆次表層暖水的結(jié)構(gòu)特征,暖水峰深度在20m附近,極大值為-0.7℃左右,發(fā)現(xiàn)了北冰洋加拿大海盆次表層暖水生成于當(dāng)?shù)?與外來(lái)水源無(wú)關(guān)。針對(duì)北冰洋夏季次表層暖水現(xiàn)象,發(fā)展了一個(gè)冰海耦合柱模式,系統(tǒng)研究了北冰洋次表層暖水形成機(jī)制及與其密切相關(guān)的海冰變化機(jī)制和海氣熱通量交換機(jī)制。 模擬了北冰洋中心區(qū)域的海冰季節(jié)變化和海氣熱通量收支,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)資料或前人研究成果基本一致,證明了模式的可靠性。并通過研究影響海冰厚度和冰間水道面積的熱力敏感因子,驗(yàn)證了入射長(zhǎng)波輻射通量和入射太陽(yáng)輻射通量是影響海冰厚度、水道面積及海氣熱通量交換的主要熱力因子,氣溫、比濕等其它因素的對(duì)海冰厚度、水道面積和海氣熱通量交換也有一定影響。發(fā)現(xiàn)海冰厚度隨著入射長(zhǎng)波輻射通量和太陽(yáng)輻射通量增加呈線性減小趨勢(shì),與此不同的是,水道面積比例隨著各個(gè)強(qiáng)迫因子增加呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)。通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)研究了海冰厚度和水道面積對(duì)海氣熱通量交換的影響,結(jié)果表明海冰越薄和水道面積比例越大,海氣熱通量交換就越強(qiáng)。 模擬了北冰洋中心區(qū)域的次表層暖水現(xiàn)象,驗(yàn)證了太陽(yáng)輻射加熱和表層冷卻是形成次表層暖水的主要機(jī)制。通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)定量分析了形成次表層暖水各因子作用,表明太陽(yáng)輻射是形成次表層暖水的能量來(lái)源;長(zhǎng)波輻射、氣溫和比濕等其他大氣因子對(duì)次表層暖水強(qiáng)度有較大影響;在厚冰區(qū)不能形成次表層暖水,冰厚越薄,水道面積越大,則冰下上層海水溫度升高得就越快,薄冰和冰間水道是形成次表層暖水的主要能量通道; 數(shù)值實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)次表層暖水的形成與海水的垂向湍擴(kuò)散強(qiáng)弱關(guān)系密切。通過次表層暖水的模擬值與實(shí)測(cè)值比較確定湍擴(kuò)散系數(shù),得到冰下表層海水的湍擴(kuò)散系數(shù)為5.0×10-3 m2/s左右,次表層海水湍擴(kuò)散系數(shù)迅速降低到1.0×10-6 m2/s,表明躍層導(dǎo)致穩(wěn)定性增大,并由此引起的湍擴(kuò)散系數(shù)突變是次表層暖水出現(xiàn)尖峰特征的關(guān)鍵因素,也是夏季太平洋鹽躍層水沒有對(duì)次表層暖水產(chǎn)生影響、二者在不同深度同時(shí)存在的主要原因。建立了次表層暖水極大值與太陽(yáng)輻射的定量關(guān)系,確立了次表層暖水形成的熱力反饋機(jī)制。
【學(xué)位單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：P731.11
【部分圖文】：

加拿大海盆冰下海水的溫度接近冰點(diǎn)，向下溫度逐漸增加，大0-100m 深度范圍內(nèi)存在一個(gè)溫度極大值（Coachman et al., 1961; 1975）溫度可達(dá) 1℃，鹽度在 31-33psu 之間，被稱為“夏季太平洋鹽躍層水（Suacific Halocline Water，SPHW）”（Steele et al.，2004）。然而，近 10 年來(lái)的多次觀測(cè)表明，在加拿大海盆冰下 40m 以淺范圍內(nèi)現(xiàn)另外一個(gè)溫度極大值水團(tuán)，這個(gè)溫度極大值高于冰點(diǎn)，但低于夏季太平層水的溫度，大多數(shù)時(shí)候低于 0℃，鹽度小于 30psu。我們稱這一水團(tuán)為暖水（Subsurface Warm Water ，SWW)（趙進(jìn)平等，2003）。趙進(jìn)平等（2用 1999 年中國(guó)第一次北極科學(xué)考察數(shù)據(jù)資料對(duì)加拿大海盆海冰邊緣區(qū) R 上層海洋溫鹽結(jié)構(gòu)（圖 1-1）進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn): 上層海水溫度自上而下呈遞，在 20 m 左右深度上存在一個(gè)暖水極大值,溫差雖然只有 0.2℃，但是由極大值在該測(cè)區(qū)普遍存在,具有非常典型的特征,因此稱之為次表層暖水。

層暖水溫度極大值大多數(shù)時(shí)候低于 0℃，在。洋較多區(qū)域的海冰下面存在溫暖的水層，主下 100m 深處的水溫。在楚科奇海附近海域拿大海盆（Swift et al，1997）、楚科奇海西伯利亞海銜接的 Long Strait（Weingartench et al，2000），在北冰洋的其它海區(qū)，）和格陵蘭海（Johannessen et al，1994）大海盆觀測(cè)到的暖水大部分是指位于 40m 以圖 1-2 2003 年中國(guó)第二次北極考察觀測(cè)到的次表層暖水現(xiàn)象，圖中曲線分別為 S 1 2站(72.72 °N，158.65°W， 粗實(shí)線)和 S13站(72.93°N，158.28°W,細(xì)實(shí)線)（王翠和趙進(jìn)平，2004）。

度加快，特別是 2007、2008 急劇減少，其變化速度球海冰主要分布在北冰洋區(qū)域，北半球夏季海冰的冰洋夏季海冰的快速減少。積大幅度縮減的同時(shí)，海冰厚度也在快速減小，用 1958-1976 年和 1993-1997 年兩個(gè)時(shí)段潛艇數(shù)據(jù)冰洋深水區(qū)海冰厚度由 1958－1976 年的 3.1m 減少減少了 1.3m，大約每十年減少 15%。 Wadhams and潛艇數(shù)據(jù)也觀測(cè)到北極浮冰存在變薄現(xiàn)象。雖然有據(jù)比較不多，但是毫無(wú)疑問，北冰洋的海冰厚度確實(shí)圖 1-3 北半球 1901-2008 海冰面積年平均（annual）、冬季（JFM）、春季（AMJ）、夏季（JAS）及秋季（OND）年際變化（Walsh and Chapman，2008）。
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本文編號(hào)：2889176