【摘要】： 海冰是氣候系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,在過去半個(gè)世紀(jì)里,北極海冰的巨大變化已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注,太平洋入流區(qū)(白令海和楚科奇海)是近年海冰密集度減小最劇烈的海域之一。雖然北冰洋和太平洋僅僅通過一條狹窄的白令海峽相連,但是太平洋暖水在入流區(qū),乃至北冰洋內(nèi)部的海冰融化和凍結(jié)過程中都扮演著一個(gè)重要而特殊的角色。因此,研究太平洋入流對(duì)北極海冰的影響不僅有助于更好地理解整個(gè)北極海冰變化,對(duì)研究北半球乃至全球氣候變化也有重要意義。 本文首先利用德國學(xué)者Oberhuber的冰-海耦合模式模擬了北極海冰的季節(jié)變化。該模式顯著特點(diǎn)就是海洋部分采用等位密面作為垂向坐標(biāo),為解決數(shù)值模擬中北極點(diǎn)的奇異值問題,模式中對(duì)地理坐標(biāo)系進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)處理,在新坐標(biāo)系下,模擬區(qū)域包括白令海北部、整個(gè)北冰洋、哈得遜灣、巴芬灣、格凌蘭-冰島-挪威海和北大西洋的一部分。本文研究中,還采用區(qū)域加密方式提高了重點(diǎn)研究區(qū)域的水平分辯率,加密區(qū)最高分辯率可以達(dá)到0.2o。模擬結(jié)果中冬季最大海冰覆蓋面積為1.46×10107km2,夏季最小值為0.73×107km2,與根據(jù)英國Met Hadley中心和美國冰雪數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果接近。同時(shí)海冰厚度、海冰流場(chǎng)的空間分布與實(shí)際資料基本相符,比較好地抓住了北極地區(qū)海冰季節(jié)變化的主要特征。另外,通過設(shè)計(jì)白令海峽封閉數(shù)值試驗(yàn),在氣候平均意義上研究了太平洋入流暖水對(duì)于北極地區(qū)的海冰影響。討論了有、無太平洋入流情況下,北冰洋表面流場(chǎng)、冰密集度和冰厚分布的差別。如果封閉白令海峽,由于沒有太平洋入流帶來的熱量,夏季阿拉斯加沿岸海冰密集度增加,加拿大海盆區(qū)海冰增厚可達(dá)0.4m。但是海冰動(dòng)力特征(海冰流場(chǎng))對(duì)關(guān)閉白令海峽不是很敏感。 白令海和楚科奇海作為太平洋和北冰洋的過渡區(qū)域,是太平洋入流的必經(jīng)之路,楚科奇海則更是太平洋入流在北冰洋的根據(jù)地。該海區(qū)的海冰不僅具有顯著的季節(jié)變化,年際變化和年代際變化也很明顯。本文采用英國Met Office中心海冰密集度和海表溫度數(shù)據(jù)以及NCEP再分析氣象資料分析,結(jié)果表明:1)在過去半個(gè)多世紀(jì)中兩個(gè)海域的海冰范圍有著明顯的減小趨勢(shì),在楚科奇海為2846km2/年,在白令海更加明顯,達(dá)到3693km2/年;2)在上世紀(jì)70年代后期,白令海海冰范圍存在顯著的均值突變現(xiàn)象,而楚科奇海海冰范圍則主要體現(xiàn)為一個(gè)由相對(duì)低頻(8-11年)的信號(hào)向相對(duì)高頻(5-8年)信號(hào)的頻變過程;3)在上述突變發(fā)生的前后兩個(gè)時(shí)段里,表面氣壓、風(fēng)場(chǎng)、表面氣溫等氣象場(chǎng)的分布也發(fā)生了很大變化,相對(duì)突變前階段,變化之后的冬季阿留申低壓更加深厚,其中心低壓降低、1005hPa區(qū)域顯著擴(kuò)大,并且核心位置偏向了白令海東南部,風(fēng)場(chǎng)距平在白令海表現(xiàn)為氣旋結(jié)構(gòu),導(dǎo)致中緯度更多熱量輸入到白令海東北等海域,是導(dǎo)致研究區(qū)域海冰范圍減小的主要原因,此外2-4月海表低溫期消失,海面風(fēng)場(chǎng)等因素也有助于白令海海冰范圍的減小;4)從熱力角度,楚科奇海海冰范圍頻變信號(hào)的一部分可能是太平洋暖水將冬季太平洋年代際變化信號(hào)傳遞進(jìn)來的結(jié)果;從動(dòng)力角度,受北極風(fēng)場(chǎng)等動(dòng)力因子影響,來自波弗特海和東西伯利亞海的海冰平流與該頻變現(xiàn)象也存在著密切的聯(lián)系。
【圖文】：

在旋轉(zhuǎn)后球坐標(biāo)系中，模式區(qū)域?yàn)?5oS~30oN ，40oW~20oE，水平網(wǎng)格為142×152 (如圖 3.1，右)，模式中對(duì)白令圖 3.1 模擬海區(qū)水深分布和網(wǎng)格設(shè)置（A：白令海，B：楚科奇海，C：加拿大海盆，D：加拿大群島，E：歐亞海盆，F(xiàn)：巴倫支海，G：GIN 海，H：哈得遜灣，，I：巴芬灣，J：拉布拉多海）

北冰洋位密分布和模式分層
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：P731.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2646407