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《中国海洋大学》 2012年
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北欧海锋面特征分析与深层水体结构和环流及其对溢流的影响研究

何琰  
【摘要】:北欧海作为北冰洋与北大西洋的北欧海的联通区域,它的气候特征与气候变化对北半球乃至全球气候有着重要的影响。 本文利用多年月平均格点数据分析了北欧海主要锋面的分布特征和季节变化规律,并讨论了月平均数据分析锋面适合使用的方法。月平均数据显示的锋面出现间断或多重的现象是锋面侧向摆动造成的,这是月平均数据的一大特点。北欧海各锋面主要水文和季节变化特征差异很大。东格陵兰极地锋在夏季锋面强度大,锋面较连续完整,而冬季强度小,锋面结构零散。9月份由于东格陵兰寒流势力最强,可观察到温度梯度较大且连续的东格陵兰锋。北极锋的季节变化在水平方向呈“哑铃型”分布,中段摆动较南北两端小。由于挪威海流在冬季出现的最大流量引起挪威海流的流幅在该处加宽,莫恩海脊锋冬季向西北移动,这对前人文章中基本上没有季节性移动的说法进行了修正和补充。冰岛—法罗群岛锋随深度增加向南移动,锋面强度增强,这是溢流造成的。 格陵兰-苏格兰海脊的溢流被认为是全球热盐环流的主要驱动力,北欧海的深层海洋作为溢流的重要源地,研究它的海水结构、环流系统及其对溢流的影响是十分重要的工作。本文利用多年月平均水文资料分析了北欧海三个主要海盆的深层水总体特征。气候态的北欧海深层水是定常的,三个海盆的海水在2000米以深的平均密度差别很大。其中,格陵兰海盆由冷却对流形成的深层水密度最高,约为28.440;罗弗敦海盆次之,密度约为28.425;最低的是挪威海盆,密度只有28.405。在3000米以下,分别为28.445,28.429和28.411。1400米以下三个海盆内海水在相同深度上的平均密度变化规律较为接近,相差都约为0.02。对密度高于28.38的水体做统计分析,可知格陵兰海盆中密度高于28.38的海水总量最大,其中密度高于28.42的水体占了较大比重。相反,挪威海盆的密度偏小,体积占优势的水体密度低于28.41。罗弗敦海盆的高密度水体积分布类似以28.41为中轴的正态分布。季节变化则表现为在密度高于等于28.42的范围体积之差都很微弱,格陵兰海盆内的水体体积变化比其他两个海盆内的明显。冬季的格陵兰海因对流而产生新的深层水,体积距平基本为负距平,而夏季多为正距平。罗弗敦海盆内的海水在体积占优的密度范围内距平值也偏大。挪威海盆基本无季节变化规律。通过分析特征断面和海盆内的高密度水深度分布可以看到等密度面在三个海盆所处深度不同。根据地转关系推断深层环流结构,推出深层环流与地貌有着密切联系。格陵兰海盆的深层环流与表层环流方向不一致,呈现反气旋式的流场结构。罗弗敦海盆和挪威海盆的深层环流呈现气旋环流结构,方向与表层流相同。正是这些深层环流阻碍了海盆间的水体交换。格陵兰-苏格兰海脊的三个通道是高密度水溢出的主要通道。海脊上方同样发生溢流,但密度要低得多。密度小于28.40的海水可能会发生溢流,参与溢流的水体在每个海盆内分布深度不同。可将北欧海大体分为4个层,分别为表层环流层、溢流层、深层环流场和底层。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P731

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