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《中国海洋大学》 2012年
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北冰洋主要海峡通量的年际变化研究

张洋  
【摘要】:弗拉姆海峡、巴伦支海西侧、白令海峡以及戴维斯海峡将北冰洋与亚极地海域相连接。大西洋水通过弗拉姆海峡与巴伦支海向北冰洋内区输入了大量的热量和盐,形成了暖而咸的大西洋层,对北冰洋热力过程有着重要的作用;冷而淡的极地表层水通过弗拉姆海峡与戴维斯海峡输出到北大西洋,对全球热盐环流起到一定的影响;由白令海峡进入的太平洋水为北冰洋提供了大量的淡水,对上盐跃层的维持起到重要作用。因此研究这些海峡的海水体积通量、热通量、淡水通量及其年际变化是十分有意义的。 本文利用SODA(Simple Ocean DataAssimilation2.0.2)模式同化数据,在论证其可靠性的基础上,计算了主要海峡的体积通量、热通量和淡水通量;针对大西洋入流、北冰洋淡水输出和太平洋入流三个重要的科学问题,分析了相关断面通量的年际变化与海面高度、Ekman运动以及大气环流的关系。 在弗拉姆海峡与巴伦支海西侧,大西洋入流在冬季达到最大,其多年平均的体积、热量通量分别是3.6Sv、48.7Tw和2.3Sv、55Tw。热通量的年际变化主要是由流速控制的,且与北大西洋涛动NAO正相关。当NAO正位相时,在巴伦支海西侧的Ekman输运把更多的大西洋暖水直接输入进巴伦支海,同时,GIN海的温度正异常将会沿着挪威大西洋流传播到弗拉姆海峡东侧,在下一个冬季造成弗拉姆海峡大西洋入流增强。 北冰洋的淡水主要通过弗拉姆海峡和戴维斯海峡输出到北大西洋,且冬季输出为全年最大值。两个海峡长期平均的冬季体积、淡水输出分别为:-2.54Sv、-88.9mSv和-3.74Sv、-180mSv。淡水输出的年际变化主要由流速决定的,且两个海峡淡水输出之和与北极涛动AO指数负相关。AO正位相时,弗拉姆海峡北风增强,格陵兰东岸的向岸Ekman输运抬高局地海面,有利于东格陵兰流的增强。在波福特海,海面气压负异常将先前储存在波福特涡旋中的淡水一定程度地释放到加拿大北岸,沿岸海面高度升高,进而增强了东向的淡水输运,使得更多的北冰洋内部的水体得以穿过加拿大群岛,从戴维斯海峡输出。 太平洋水是北冰洋主要的淡水来源之一,太平洋入流体积通量在夏季达到最大值,其多年平均值1.1Sv,它的年际变化受控于正压地转流速,即海面高度异常分布。夏季海面气压的年际变化所造成的Ekman输运、抽吸异常能够很好地解释海面高度的异常变化,因此认为夏季白令海峡体积通量的年际变化是由大尺度大气环流的改变所决定的。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P731

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