本文選題：北極 + 波弗特海��； 參考：《武漢大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：海冰是地球科學(xué)研究的重要對(duì)象之一,海冰的變化與全球氣候變化息息相關(guān)并相互影響。北極海冰作為全球的冷源,對(duì)全球氣候系統(tǒng)具有重要影響,對(duì)氣候系統(tǒng)的調(diào)制作用也是不可或缺的,因此也成為科學(xué)家最為關(guān)注的海冰研究區(qū)域。數(shù)十年的研究記錄表明,在全球變暖、極端氣候頻發(fā)的背景下,北極海冰覆蓋范圍和厚度也在持續(xù)性的減少,并引發(fā)了北極的劇烈增暖和一系列氣候變化,極區(qū)環(huán)境也受到嚴(yán)重影響。同時(shí)北極海冰屢次出現(xiàn)歷史新低,在2007年9月創(chuàng)下有衛(wèi)星記錄以來海冰覆蓋范圍的最小值,在2017年1月份創(chuàng)下了北極海冰量歷史新低,加快對(duì)北極海冰變化的研究顯得刻不容緩。受北極特殊的地理位置和氣候條件的限制,對(duì)北極海冰的研究進(jìn)展相對(duì)緩慢,很多觀測(cè)手段都無法獲取北極地區(qū)大范圍長(zhǎng)時(shí)間尺度的觀測(cè)數(shù)據(jù),導(dǎo)致對(duì)北極海冰整體的變化特征和趨勢(shì)了解并不充分,衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的提出與發(fā)展,使得對(duì)北極海冰進(jìn)行時(shí)空連續(xù)觀測(cè)成為可能。CryoSat-2是歐空局根據(jù)極地冰蓋和海冰測(cè)量的需求設(shè)計(jì)的測(cè)高衛(wèi)星,相比于之前的測(cè)高衛(wèi)星精度和測(cè)量范圍有明顯提升。本文使用CryoSat-2衛(wèi)星2010年8月至2013年12月的L2級(jí)測(cè)高數(shù)據(jù)對(duì)北極波弗特海區(qū)域進(jìn)行海冰干舷提取,首先使用BRAT軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,對(duì)提取得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并計(jì)算剩余高程,選取閾值和中誤差對(duì)剩余高程數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值剔除,再根據(jù)沿軌分布進(jìn)行相對(duì)海平面提取,最后得到海冰干舷提取結(jié)果。將得到的結(jié)果與Beaufort Gyre Exploration Project(波弗特海環(huán)流計(jì)劃)的仰視聲吶數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,根據(jù)海冰干舷提取結(jié)果對(duì)波弗特海區(qū)域的海冰干舷分布情況、海冰干舷變化趨勢(shì)及海冰干舷季節(jié)性變化和年際性變化進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示:(1)波弗特海區(qū)域海冰干舷高度分布情況和緯度具有高度相關(guān)性,研究區(qū)域內(nèi)海冰干舷高度值隨著緯度的升高而增大,同時(shí)波弗特海區(qū)域不同的海域之間海冰干舷高度變化速率不同。(2)波弗特海區(qū)域海冰干舷高度變化具有明顯的季節(jié)性特征,在北極的冬季1月份至3月份海冰干舷高度處于上升階段,在3月份達(dá)到一年中海冰干舷高度平均值最大值,4月份至9月份是北極的春季和夏季,海冰不斷融化,海冰干舷高度也持續(xù)減少,通常在9月份達(dá)到全年最低水平,10月份至12月份是北極的秋天,海冰開始凍結(jié)海冰干舷高度重新開始增長(zhǎng)。(3)2010至2012年的8月份至12月份,波弗特海區(qū)域海冰干舷高度平均值處于持續(xù)減少的狀態(tài),2013年海冰干舷平均值高于2010年至2012年。2012年波弗特海海冰干舷高度年平均值低于2011年,2013年高于2011年,海冰干舷高度的變化與氣溫變化高度吻合。
[Abstract]:Sea ice is one of the most important objects in earth science research. The change of sea ice is closely related to global climate change and affects each other. Arctic sea ice, as a global cold source, has an important impact on the global climate system and is indispensable to the modulation of climate system. Therefore, Arctic sea ice has become the research area of sea ice that scientists pay most attention to. Decades of research records show that against the backdrop of global warming and frequent extreme weather, Arctic sea ice cover and thickness are also steadily decreasing, triggering a sharp increase in the Arctic and a series of climate changes. The polar environment is also severely affected. At the same time, Arctic sea ice has repeatedly been at record lows, with the lowest sea ice coverage since satellite records in September 2007 and a record low in Arctic sea ice volume in January 2017. It is urgent to speed up the study of Arctic sea ice change. Limited by the special geographical location and climatic conditions of the Arctic, the research on Arctic sea ice is relatively slow. As a result of insufficient understanding of the changing characteristics and trends of the Arctic sea ice as a whole, satellite altimetry technology has been proposed and developed. CryoSat-2 is an altimeter designed by ESA according to the requirements of polar ice cap and sea ice measurement. Compared with previous altimetric satellites, CryoSat-2 is much more accurate than previous altimetric satellites. In this paper, the L2 altimetry data of CryoSat-2 satellite from August 2010 to December 2013 are used to extract the sea ice freeboard in the Beaufort Sea area of the Arctic, and the original data are extracted by BRAT software. The extracted data are preprocessed and the residual elevation is calculated. The outliers of the residual elevation data are eliminated by selecting the threshold and the median error, and then the relative sea level is extracted according to the distribution along the orbit. Finally, the freeboard extraction results of sea ice are obtained. The results obtained are compared with the elevation sonar data of Beaufort Gyre Exploration Project, and the freeboard distribution of sea ice in the Beaufort Gyre Exploration Project is analyzed according to the results of sea ice freeboard extraction. The variation trend of sea ice freeboard, seasonal variation and interannual variation of sea ice freeboard are analyzed. The results show that: (1) the sea ice freeboard height distribution in the Beaufort Sea area is highly correlated with the latitude, and the sea ice freeboard height increases with the increase of latitude in the study area. At the same time, the sea ice freeboard height varies with different sea areas in the Beaufort Sea area. (2) the sea ice freeboard height variation in the Beaufort Sea area has obvious seasonal characteristics. The freeboard height of sea ice is on the rise in the Arctic winter from January to March, reaching the maximum of the average freeboard height in a year in March. During the spring and summer of the Arctic from April to September, the sea ice melts continuously. The freeboard height of sea ice also continues to decrease, usually reaching its lowest level for the year in September-October to December is the autumn of the Arctic, and the freeboard height of sea ice begins to freeze again. (3) August to December, 2010 to 2012. The average sea ice freeboard height in the Beaufort Sea region is in a state of continuous decrease, and the average sea ice freeboard height in 2013 is higher than that in 2010-2012. The annual average of sea ice freeboard height in 2012 is lower than that in 2011, and the average freeboard height in 2013 is higher than that in 2011. The variation of freeboard height of sea ice coincides with that of air temperature.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P731.15;P714.1

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本文編號(hào)：2091838