發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 13:01

　　 海冰是北極最重要的自然現(xiàn)象之一,它強(qiáng)烈制約著海洋和大氣之間的熱量交換。在過(guò)去的幾十年里,北極夏季海冰覆蓋范圍、海冰厚度、多年冰的數(shù)量都發(fā)生了劇烈的變化。特別是2007年和2008年,Beaufort海海冰邊緣線一直向北退縮,在高緯度地區(qū)出現(xiàn)無(wú)冰區(qū)。同時(shí)在海冰邊緣區(qū),由于冰和海洋的相互作用,而使太陽(yáng)短波輻射能不僅僅用來(lái)加熱海洋和以凈長(zhǎng)波輻射的形式向大氣釋放熱量,而且還有一部分太陽(yáng)輻射能用于海冰的側(cè)面融化和底面融化。氣溫的持續(xù)升高,使海洋以感熱和潛熱的形式從大氣中獲得熱量。在海冰邊緣區(qū),冰下海洋的溫度和鹽度也有了獨(dú)特的結(jié)構(gòu),特別是在15-40米深的海洋表層有次表層暖水和較弱的鹽躍層的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。 本文應(yīng)用一個(gè)海洋與海冰耦合的柱模式,利用2007年月平均的太陽(yáng)短波輻射能、云量和大氣溫度,來(lái)研究海冰邊緣區(qū)海水吸收的太陽(yáng)短波輻射能在海冰、海洋和大氣中的熱量分配。海水吸收的太陽(yáng)短波輻射能主要用于海冰的側(cè)面融化、海冰的底面融化、海洋的增溫和海洋向大氣釋放的熱量四個(gè)方面,其中海洋向大氣釋放的熱量占太陽(yáng)短波輻射的百分?jǐn)?shù)隨海冰面積的變化不大,維持在9%左右。而其它三方面所占太陽(yáng)短波輻射的百分?jǐn)?shù)與初始海冰面積的不同而變化比較大,其中海洋獲得了大部分太陽(yáng)短波輻射能。海洋和大氣的熱量交換包括感熱、潛熱和凈長(zhǎng)波輻射,海洋以感熱和潛熱形式從大氣獲得熱量,以凈長(zhǎng)波輻射的形式向大氣釋放熱量,但整體是海洋向大氣輸送能量。當(dāng)海冰尺度比較小時(shí),用于海冰側(cè)面融化的熱量占太陽(yáng)短波輻射的百分?jǐn)?shù)比較大,而對(duì)于比較大的海冰,用于側(cè)面融化的熱量可以忽略。在海冰邊緣區(qū),由于從海冰進(jìn)入海洋的太陽(yáng)輻射能較小,因此海洋獲得的能量主要是從冰與冰之間的水域進(jìn)入的。海冰密集度的變化受海冰尺度的影響比較大,尺度越小海冰融化的越快,因此,在夏季融冰季節(jié),海冰破碎在海冰融化過(guò)程中起重要的作用。海冰厚度的變化受其尺度的影響比較小,其中不同尺度的海冰厚度之間的差異是由于海冰底層融化引起的。 在海冰邊緣區(qū),根據(jù)第三次北極考察所獲得的海洋數(shù)據(jù),分析了在這一特殊區(qū)域海洋所特有的溫鹽結(jié)構(gòu):次表層暖水和弱的鹽躍層。對(duì)這一結(jié)構(gòu)我們用海冰和海洋耦合模式進(jìn)行分析,進(jìn)而確定太陽(yáng)短波輻射是形成次表層暖水的關(guān)鍵能量來(lái)源;海冰的側(cè)面融化對(duì)弱鹽躍層產(chǎn)生起重要的作用。太陽(yáng)短波輻射能中有很大的比例用于了海洋的增溫。由于海洋表面的溫度接近冰點(diǎn),海洋吸收的能量主要用來(lái)加熱混合層和冰下15-40米深度的海水。同時(shí),次表層暖水的溫度極值及其在海洋中的位置與海冰的尺度、海冰密集度和海冰厚度有關(guān)。海冰破碎度是表征海冰尺度大小的表觀物理量,本文考慮了不同初始海冰面積的能量分配,將海冰融化過(guò)程中的能量分配與海冰破碎度建立了聯(lián)系,具有很好的代表性和實(shí)用價(jià)值。
【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】：P731.15
【部分圖文】：

圖 1-1 2007 年和 2008 年 9 月北極海冰最大覆蓋范圍和最小覆蓋范圍。數(shù)據(jù)來(lái)源美國(guó)國(guó)家冰雪數(shù)據(jù)中心（nsidc.org/data/seaice_index）

3過(guò)去半個(gè)世紀(jì)的研究和觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，北極的海冰已經(jīng)發(fā)生了很大的變化包括海冰范圍減小、海冰厚度變薄、和多年冰的范圍和數(shù)量變少。北圖 1-2 從 1980 年到 2008 年的海冰范圍變化圖，2005、2007、2008 年是海冰，其余年份是 5 年平均海冰變化。數(shù)據(jù)來(lái)源（NASA’s SMMR 和 SSM/I）
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本文編號(hào)：2877957