潮汐在西南极松岛冰川下海洋-冰架耦合过程中的作用

摘要

本文通过四组MITgcm(the Massachusetts Institute of Technology general circulation model)数值试验研究潮汐在西南极阿蒙森海松岛冰川(Pine Island Glacier)下海洋-冰架耦合过程中的作用。模式模拟区域为西南极阿蒙森海，边界条件采用ECCO2(Estimating the Circulation and Climate of the Ocean，PhaseⅡ)全球模拟结果。在松岛冰川附近海域，模式水平方向分辨率为一公里，垂直方向分为70层，垂直分辨率从近表面的10米到最大深度处的250米。模式中加入冰架模块来研究西南极松岛冰川下海洋-冰架耦合过程，冰架模块中采用部分单元格法描述冰腔上冰架形状特征，从而更加准确地描述出冰架形状特征。
　　在上述海洋-冰架耦合模式中，使用潮流边界条件加入潮汐。通过四组数值试验来研究潮汐在海洋-冰架耦合过程中的作用。海面高度的调和分析表明全日潮(K1)在西南极松岛冰川附近海域起主要作用。本研究中，我们在MITgcm模式中加入分潮K1，所用潮汐边界条件来自潮汐模式CATS2008b(The Circum-Antarctic Tidal Simulation，2008b)。使用松岛冰川附近5个站点潮汐实测数据评估模式中的潮汐精度，结果表明模拟与实测数据误差为11.6厘米。
　　试验exp1a、exp1b为水平方向均匀的斜压层结，采用8个站点的CTD实测温度、盐分数据为模式初始场，试验exp1b在exp1a的基础上加入了分潮K1，试验积分10天。结果表明潮汐能改变环流使得松岛冰川底部环流交换量显著增加，通过冰架前缘进入冰腔的热量增加17.44％。试验exp2a、exp2b是水平方向变化的斜压层结，初始场来自ECCO2全球模拟结果，试验exp2b在exp2a的基础上加入了分潮K1，试验积分时间也为10天。结果表明潮汐使得松岛冰川底部环流交换量显著增加，热通量增加6.2％。最后，我们通过cast16站24小时CTD实测资料对试验exp1b模拟结果进行对比分析。结果表明试验exp1b能在一定程度上模拟出海洋的层结状况及内潮造成的层结变化。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 海洋对西南极冰架的作用

1．3 西南极冰架融化

1．4 潮汐的作用

1．5 论文研究主要内容

第2章 资料方法及MITgcm模式介绍

2．1 资料

2．2 方法

2．2．1 评估潮汐模拟精度的方法

2．2．2 热量输送计算

2．2．3 海面高度调和分析

2．3 MITgcm模式

2．3．1 模式设置

2．3．2 MITgcm模式简介

2．3．3 潮汐模块

2．3．4 冰架动力模块

第3章 松岛冰川附近海域有无潮汐的模拟试验

3．1 潮汐模拟

3．2 模式试验

3．3 模式潮汐精度评估

第4章 潮汐对松岛冰川下环流的作用

4．1 潮汐对环流的作用

4．2 潮汐对松岛冰川区域热量传输的作用

4．3 与CTD实测资料的对比

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

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