北极楚科奇海阿拉斯加沿岸冰间湖及相关的海洋过程分析

摘要

利用2003年至2011年AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System)日平均海冰密集度数据,对楚科奇海阿拉斯加沿岸冰间湖进行了分析。针对冰间湖的特点,在阈值法的基础上,通过统计无冰水域出现的频率,限定冰间湖的最大范围,区分各个冰间湖。通过计算阿拉斯加沿岸冰间湖的面积,结合 NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析风场数据和白令海峡潜标观测的温盐和海流数据,初步探讨冰间湖发生、发展的规律。为了排除海冰外缘区对判断冰间湖的影响,研究仅限于白令海峡完全冰封的1月至4月。
　　阿拉斯加沿岸海域每年冬季都会出现5个冰间湖,多数时间为固定于大陆边缘的沿岸冰间湖,北端在3月和4月会出现位于沿岸固定冰之外的裂缝冰间湖。冰间湖面积每天都发生变化,表现出天气尺度的变化特征,经历长达数日的发展和消失的过程,与风场的转换有密切关系。离岸风有利于沿岸冰间湖的扩展,但是该海域1-4月的盛行风为东北风和北风,对于多数冰间湖而言为沿岸风,不利于冰间湖的形成,因而冰间湖会出现长达数十日的消失。在偏北风的影响下,太平洋入流对北部的冰间湖几无作用,而对南部冰间湖的空间分布有着重要影响。
　　利用 NCEP再分析数据计算冰间湖海气界面的热通量和产盐量。阿拉斯加沿岸冰间湖冬季感热热通量主导着热平衡。冰间湖表面的热损失并不是直接取决于冰间开阔水域的面积,而是会受到冰间湖发生时间以及季节影响。
　　冰间湖的每日产盐量呈现出天气尺度的变化特征,其变化率十分大。2003年-2011年各年的累计产盐量总值均为2.8x1012kg左右;但2004年的的总产盐量高达6.8x1012kg,为其它年份的2倍多。产盐量与冰间湖面积有密切关系。80％的累计产盐量都是在一月和二月形成的,这时候,开阔水域面积和每日产盐量都十分巨大。
　　结合现场观测数据,冰间湖对加拿大海盆盐跃层结构的变化有着重要影响,这反映在冰间湖产盐量与加拿大海盆冬季太平洋水盐度之间的滞后相关性上,前者与后者的滞后时间为1年。进一步通过建立理论模型,计算冰间湖的盐跃层水产量,2003-2011年冬天阿拉斯加沿岸冰间湖的盐跃层水产量年平均为0.15±0.1Sv;而理论计算维持加拿大海盆盐跃层所需的高密度水量为0.2±0.1Sv,因此,阿拉斯加沿岸冰间湖对北极加拿大海盆盐跃层的形成和维持有着重要贡献,贡献率达到75%以上。

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第一章 引言

1.1 冰间湖

1.2 冰间湖的研究意义

1.3 楚科奇海阿拉斯加沿岸冰间湖

1.4北冰洋加拿大海盆盐跃层的特征及其形成机制

1.5本文研究方法及拟解决问题

第二章 数据及处理方法

2.1数据

2.2 冰间湖的识别

第三章 阿拉斯加沿岸冰间湖的变化

3.1 空间变化

3.2 时间变化

第四章 影响冰间湖的主要因素

4.1 风对冰间湖的影响

4.2 太平洋入流对冰间湖的影响

第五章 冰间湖对加拿大海盆盐跃层的贡献

5.1 冰间湖的热通量、产冰量和产盐量的参数化方案

5.2 冰间湖表面热通量

5.3冰间湖的增盐效应

5.4 冰间湖产盐量与加拿大海盆盐跃层的关系

5.5 冰间湖盐跃层水产量及对加拿大海盆盐跃层的贡献率

第六章 结论

参考文献

致谢

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