本文利用2007年在白令�？疾斓臄�(shù)據(jù),詳細(xì)研究了輻照度高頻變化的特征與原因,得出影響輻照度記錄的主要因素有云層、海霧和海浪。結(jié)果表明,這三種因素的影響有明顯的差別,使我們有可能在不確切知道現(xiàn)場情況的條件下,由數(shù)據(jù)本身判斷輻照度變化的原因,并獲取有關(guān)的參數(shù)。云層引起的輻照度變化具有低頻率、大振幅的特征。海霧引起的輻照度變化最為復(fù)雜,變化幅度大,變化周期復(fù)雜,從幾秒到上百秒,與云層效應(yīng)相區(qū)別。晴空條件下,海浪調(diào)制的反射信號通過空氣中的水汽散射到輻照度計(jì),形成周期短、振幅小的穩(wěn)定振動(dòng)信號,與云和霧的效應(yīng)有明顯區(qū)別。本文提供了云、霧和浪對輻照度影響的定性特征和定量分析結(jié)果,對理解海面輻照度記錄,并正確計(jì)算漫衰減系數(shù)有指導(dǎo)意義。 本文同時(shí)給出了漫衰減系數(shù)計(jì)算方法,計(jì)算了2006年加拿大北極科學(xué)考察獲得的海洋光學(xué)數(shù)據(jù),得到了加拿大海盆漫衰減系數(shù)的水平分布與垂直分布。依據(jù)漫衰減系數(shù)垂向結(jié)構(gòu),將加拿大海盆的漫衰減系數(shù)分為3種類型,即近岸高衰減類型、中部高衰減類型和垂向均勻類型。文中用衰減深度和光學(xué)厚度表征了海水衰減的水平分布,得到了衰減特性不同的三個(gè)海區(qū)。Barrow外海是衰減深度最小的近岸海域,深海的衰減深度要大得多。其中西部是來自太平洋的水體平流與擴(kuò)散的海域,衰減深度比東部要小,體現(xiàn)了夏季太平洋水體中浮游植物的影響。夏季太平洋入流水沒有到達(dá)加拿大海盆的東部,那里的水體清澈,衰減深度很大。揭示了太平洋水主要在30-60m的水深范圍內(nèi)沿加拿大海盆西側(cè)向北擴(kuò)展。 本文利用Morel算法給出了符合加拿大海盆的葉綠素濃度與漫衰減系數(shù)的冪指數(shù)關(guān)系。得到了412、443、465、490、510、532、555和565nm的擬合系數(shù)。發(fā)現(xiàn)443nm的相關(guān)系數(shù)最大,達(dá)到0.85。結(jié)果顯示波長越長相關(guān)系數(shù)越小,大于600nm的漫衰減系數(shù)與葉綠素濃度不符合冪指數(shù)關(guān)系式。得到的擬合系數(shù)與低緯度海域的擬合系數(shù)比較發(fā)現(xiàn),加拿大海盆區(qū),擬合系數(shù)? c基本相同,但是冪指數(shù)e是低緯度的一半。說明加拿大海盆藻類消光能力較差,導(dǎo)致漫衰減系數(shù)較小。 本文為說明浮游植物對海洋熱吸收的影響,建立海水絕熱加熱物理關(guān)系,應(yīng)用于加拿大海盆區(qū)發(fā)現(xiàn)。用海洋光學(xué)數(shù)據(jù)獲得的衰減系數(shù)和絕熱加熱物理模型模擬了上層海水從冬季均勻?qū)α骰旌蠈咏Y(jié)構(gòu)過渡到夏季次表層暖水結(jié)構(gòu)的全過程,得出了對應(yīng)于觀測日期的次表層暖水結(jié)構(gòu)與實(shí)測數(shù)據(jù)很好地吻合。證實(shí)了在加拿大海盆,太陽輻射對海水的絕熱加熱時(shí)次表層暖水形成的主要原因。 本文同時(shí)把進(jìn)入海水中的太陽輻射能一部分直接被海水分子吸收,另一部分被海水中其他物質(zhì)吸收,主要是浮游植物吸收。作者利用現(xiàn)場觀測的漫衰減系數(shù)和實(shí)驗(yàn)室得到的純海水光束衰減系數(shù)計(jì)算了進(jìn)入海水中被海水分子吸收的太陽輻射能和其他物質(zhì)吸收的太陽輻射能。兩者相比較,得到其他物質(zhì)吸收在10-50范圍內(nèi)有較大的衰減,表明浮游植物主要影響了這個(gè)水層的輻射吸收。用絕熱加熱方法計(jì)算18站純海水和實(shí)測海水中次表層暖水的形成時(shí)間分別為72天和50天,表明浮游植物導(dǎo)致的吸收能加速次表層暖水的形成。 夏季上混合層由于較強(qiáng)的混合作用,將熱量用于融化海冰或者輸送到大氣中。在冰區(qū),上混合層吸收的熱量主要被用于融化海冰。計(jì)算結(jié)果表明,在次表層暖水發(fā)生期間,由于浮游植物的的存在,海水吸收的熱量提高22%,從而明顯提高了融冰速率。 絕熱加熱過程體現(xiàn)了海水和浮游植物對太陽輻射能最大可能吸收量,對北冰洋海水的溫度結(jié)構(gòu)的形成發(fā)揮了重要的作用,也反映了浮游植物在北極快速變化中起到了改變海水溫度結(jié)構(gòu)、加劇海冰融化的正反饋?zhàn)饔谩?br> 【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：Q63;P714.3
【部分圖文】：

北極發(fā)生了翻天。北冰洋的海冰逐且呈現(xiàn)加速消融的 1-1 所示。 2007達(dá)到有史以來最小2m 。其中阿拉斯加伯利亞海和波弗特海的海冰變化最明顯[3]。由于開闊水域增的太陽輻射能增大 500%，從而開啟了海冰加速融化的時(shí)代洋夏季海冰面積大幅度縮減的同時(shí)，海冰厚度迅速的減小。利用 1958-1976 年和 1993-1997 年兩個(gè)時(shí)段潛艇數(shù)據(jù)對比，0 世紀(jì)后期有了明顯的改變，北冰洋深水區(qū)在融冰后期的海圖 1-1 北冰洋海冰面積標(biāo)準(zhǔn)偏差，時(shí)間從 19到 2010 年 9 月。摘自（http://nsidc.org/sotc/sea_

勾噻逭詰蔡鄮艄猓囡詿嘧裝逕涎∪∶娑蘊(yùn)鄮舸σ悅棵?0.5~1.5m 的速度下放,圖2-1 顯示了海冰和船倒影對下行輻照度的影響示意圖。船倒影往往在表層引起下行輻照度偏小，而在水下某層會突然的增大。在觀測的時(shí)候面對太陽觀測，在無冰的海區(qū)能有效避免船體的影響，水下單元的輻射強(qiáng)度隨深度穩(wěn)定變化。但是當(dāng)船位于海冰邊緣區(qū)或海冰密集度較重的區(qū)域時(shí)，海冰也會對水中的下行輻照度產(chǎn)生影響。這種影響是不穩(wěn)定的，有時(shí)候能使水中的下行輻照度突然的變大或變小。這樣的數(shù)據(jù)往往需要仔細(xì)的分析現(xiàn)場狀況，濾除數(shù)據(jù)中環(huán)境影響后才能使用。PRR-810 是水面儀器，主要觀測海表面下行輻照度，用于同步水下儀器，消除海表面下行輻照度變化對海水中下行輻照度的影響。要求 PRR-800 放置的地點(diǎn)不受船上建筑物陰影的影響。PRR 系統(tǒng)的觀測的方式如圖 2-2 所示。與光學(xué)系統(tǒng)同步下放了一個(gè)自容式溫鹽深剖面儀（CTD），該儀器由日本ALEC 公司生產(chǎn)，能夠同步測量深度、鹽度和溫度。該儀器還配有熒光計(jì)，用以圖 2-1 海冰和船的倒影對下行福照度影響示意圖紅色是正常的下行福照度剖面變化；藍(lán)色為在表層船體倒影影響下行福照度示意圖。綠線為海冰影響示意圖

圖（右圖）2006年加拿大北極科學(xué)考察站位

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王翠,趙進(jìn)平;夏季北冰洋無冰海域次表層暖水結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2004年02期

2 馬樹斌,錢正緒;南黃海水團(tuán)和懸浮體分布及其光學(xué)性質(zhì)[J];海洋與湖沼;1995年S1期

3 趙進(jìn)平,史久新,矯玉田;夏季北冰洋海冰邊緣區(qū)海水溫鹽結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)理[J];海洋與湖沼;2003年04期

4 陳志華;趙進(jìn)平;;北冰洋次表層暖水形成機(jī)制的研究[J];海洋與湖沼;2010年02期

本文編號：2833199