發(fā)布時間：2020-11-18 20:34

　　 利用實測溫鹽數(shù)據(jù)分析了夏季加拿大海盆次表層暖水的結構特征,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?shù)?與外來水源無關。針對北冰洋夏季次表層暖水現(xiàn)象,發(fā)展了一個冰海耦合柱模式,系統(tǒng)研究了北冰洋次表層暖水形成機制及與其密切相關的海冰變化機制和海氣熱通量交換機制。 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,模擬結果與實測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,驗證了入射長波輻射通量和入射太陽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波輻射通量和太陽輻射通量增加呈線性減小趨勢,與此不同的是,水道面積比例隨著各個強迫因子增加呈現(xiàn)非線性增長。通過數(shù)值實驗研究了海冰厚度和水道面積對海氣熱通量交換的影響,結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。 模擬了北冰洋中心區(qū)域的次表層暖水現(xiàn)象,驗證了太陽輻射加熱和表層冷卻是形成次表層暖水的主要機制。通過數(shù)值實驗定量分析了形成次表層暖水各因子作用,表明太陽輻射是形成次表層暖水的能量來源;長波輻射、氣溫和比濕等其他大氣因子對次表層暖水強度有較大影響;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)值實驗還發(fā)現(xiàn)次表層暖水的形成與海水的垂向湍擴散強弱關系密切。通過次表層暖水的模擬值與實測值比較確定湍擴散系數(shù),得到冰下表層海水的湍擴散系數(shù)為5.0×10-3 m2/s左右,次表層海水湍擴散系數(shù)迅速降低到1.0×10-6 m2/s,表明躍層導致穩(wěn)定性增大,并由此引起的湍擴散系數(shù)突變是次表層暖水出現(xiàn)尖峰特征的關鍵因素,也是夏季太平洋鹽躍層水沒有對次表層暖水產(chǎn)生影響、二者在不同深度同時存在的主要原因。建立了次表層暖水極大值與太陽輻射的定量關系,確立了次表層暖水形成的熱力反饋機制。
【學位單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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，向下溫度逐漸增加，大0-100m 深度范圍內(nèi)存在一個溫度極大值（Coachman et al., 1961; 1975）溫度可達 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 年來的多次觀測表明，在加拿大海盆冰下 40m 以淺范圍內(nèi)現(xiàn)另外一個溫度極大值水團，這個溫度極大值高于冰點，但低于夏季太平層水的溫度，大多數(shù)時候低于 0℃，鹽度小于 30psu。我們稱這一水團為暖水（Subsurface Warm Water ，SWW)（趙進平等，2003）。趙進平等（2用 1999 年中國第一次北極科學考察數(shù)據(jù)資料對加拿大海盆海冰邊緣區(qū) R 上層海洋溫鹽結構（圖 1-1）進行分析發(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暖水極大值,溫差雖然只有 0.2℃，但是由極大值在該測區(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）大海盆觀測到的暖水大部分是指位于 40m 以圖 1-2 2003 年中國第二次北極考察觀測到的次表層暖水現(xiàn)象，圖中曲線分別為 S 1 2站(72.72 °N，158.65°W， 粗實線)和 S13站(72.93°N，158.28°W,細實線)（王翠和趙進平，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，海冰厚度也在快速減小，用 1958-1976 年和 1993-1997 年兩個時段潛艇數(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，但是毫無疑問，北冰洋的海冰厚度確實圖 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：2889176