加拿大海盆水文特征及变化研究

摘要

近年来，北极环境发生着快速变化，加拿大海盆作为北冰洋的重要组成部分，海冰减退最为严重，其上层海洋的变化对北极海冰、声场、生态系统和气候具有重要的影响。加拿大海盆一直是中国北极考察的重点调查海域，本文利用中国历次北极考察在加拿大海盆及邻近海域获取的水文观测数据，结合国际数据，对海盆西部和南部的水团和流场特征进行了系统分析，并着重讨论了太平洋水近些年的变化。主要结论如下：
　　（1）加拿大海盆及邻近海域上层海洋主要受太平洋水影响，中层主要受大西洋水影响，水团主要包括表层相对淡水混合水、阿拉斯加沿岸水、夏季白令海水、冬季太平洋水、大西洋中层水、海盆深层和底层水。水团特征时空变化显著，尤其是上层的混合水和太平洋水。
　　（2）加拿大海盆南部调查断面，太平洋水主要占据250m以浅的海域，其中太平洋冬季水自陆架到海盆深度逐渐加深，最大深度可至300m；太平洋夏季水空间变化显著，2014年暖水范围最大。西部调查区域与南部相比，层化更显著，主要表现在太平洋暖水层更为稳定，主要占据40~80m范围。值得关注的是，高纬断面与低纬断面相比，暖水层更稳定，且温度更高，表现最明显的为2016年夏季。
　　（3）自2012年以来，海盆的阿拉斯加沿岸水和夏季白令海水都呈升温趋势。升温幅度以阿拉斯加沿岸水最大。太平洋水在加拿大海盆的分布有明显的年际变化，主要集中在加拿大海盆西南部和中部，观测到的最北纬度为80°N。
　　（4）地转流计算结果显示，海盆流场相对较弱，最大计算流速为300mm/s。南部最大流速出现在陆坡区附近，流速随水深增加逐渐减弱；海盆西部各断面流场较南部更弱，最大流速仅为110mm/s。受复杂地形影响，北风平原和北风海脊附近，流向存在剪切，2016年高纬断面有显著的涡旋影响特征。
　　（5）冰下上层海洋流场观测结果显示，加拿大海盆区的冰区上层海洋水体流动较弱，平均为82mm/s，从表层至水深80m流速随着水深的增加表现为先增大后缓慢减小的趋势，流速最大值出现在冰下48m，为96mm/s，海流主要流向主要为西北和东南方向。

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摘 要

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Contents

1 绪论

1.1 加拿大海盆海域概况

1.2 加拿大海盆研究意义

1.3 加拿大海盆研究现状

1.3.1 加拿大海盆水团研究现状

1.3.2 加拿大海盆环流的研究概况

1.3.3 太平洋水变化及影响研究现状

1.3.4 中层大西洋水研究现状

1.4 论文的研究内容和目标

2 北极考察历史资料的整理及初步处理

2.1.1 我国观测的现场考察水文数据

2.1.2 国际观测的现场考察水文数据

2.1.3 声学多普勒流速剖面仪（ADCP）

2.2 数据质量控制及处理

2.2.1 CTD 数据质量控制

2.2.2 数据处理

2.2.3 ADCP 数据处理及校正方法

3 加拿大海盆及邻近海域水文特征分析

3.1 数据资料

3.2 加拿大海盆主要水团分析

3.2.1 水团的分类情况

3.2.2 水团空间分布

3.2.3 水团的年际变化

3.3 断面温盐空间分布及其年际变化特征

3.3.1 海盆南部断面

3.3.2 海盆西部断面

3.4 北冰洋太平洋水变化

4 加拿大海盆地转流及冰下表层流场特征分析

4.1.2 海流的计算方法方法

4.2 典型断面地转流特征分析

4.2.2 加拿大海盆西部各断面地转流特征分析

4.3 长期冰站表层流场特征分析

4.3.1 冰下流场时空特征分析

4.3.2 冰下流场统计特征分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.2 研究展望

参考文献

致 谢