学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

利用NAOSIM模式模拟末次盛冰期北冰洋水文及海冰变化特征

作　者: 宫勋
导　师: 高会旺；G.Lohmann；R. Gerdet
学　校: 中国海洋大学
专　业: 物理海洋学
关键词: 末次盛冰期 北冰洋 洋流 海冰 NAOSIM
分类号: P731.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 47次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


古气候学的研究开始于二十世纪80年代,但是由于数据的缺乏和研究手段的限制,在最初的十多年时间中,几乎没有实质性的进展。2000年后,随学科交叉和研究手段的不断进步,特别是近年来北冰洋海冰的不断衰退给研究北极地区提供了更多的机会。两极地区洋流和海冰分布特征能够表征全球气候的演变过程。将数值模拟与两极地区地质学和古生物学研究结合起来反演地球气候的发展史,是目前国际上气候学研究和极地研究的重要方向。本文基于“海洋-大气-海冰”之间的动力学和热力学关系,模拟末次盛冰期(约20000年前)的北半球高纬地区大洋环流和海冰分布,不但能够对处于冰期的北极地区流场和海冰分布有全面的认识,而且对“海-气-冰”耦合理论的发展也具有一定的推动作用。本文采用“北大西洋和北冰洋冰-海模式”(NAOSIM),综合考虑大气强迫、海陆分布变化、地表径流、初始物理场以及海洋边界等因素的影响,模拟区域内的环流和海冰分布特征。模拟结果显示:在末次盛冰期,北极地区洋流结构与现在完全不同。在海冰和冰川的包围下,只通过弗拉姆海峡与北大西洋相通。在冰层的覆盖下,大气与海洋之间的动量通量和热通量几乎被完全阻隔,表层环流结构主要受位涡守恒机制的影响。同时,地表径流、海冰和北大西洋海水的温盐特性对北冰洋环流也能够造成影响。弗拉姆海峡表层水被北冰洋表层水团控制,在质量守恒和海水层化机制的控制下,除了一小部分参与海冰的热力学过程,北冰洋沿岸的地表径流全部通过东格陵兰洋流进入北欧海。在次表层和中层,北大西洋海水进入北冰洋在西伯利亚海域受地形抬升进入表层环流。北欧海洋流结构也主要处于位涡守恒控制下。北冰洋地表径流和北大西洋水的温盐特性的改变,都会对它产生影响。北欧海盆东、西两侧受“挪威-北冰洋”暖流和东格陵兰寒流影响;在海盆中央,海水从表层到海底混合均匀,表现出一致的温盐特性,但是这一区域存在明显的季节变化。末次盛冰期,北冰洋海域被平均厚度15m的多年冰所覆盖,没有季节变化。海冰厚度的分布与径流影响范围有很高的相似度。弗拉姆海峡海冰受到洋流和大气环流的共同影响,在秋冬季快速增长,夏季出现破裂。北欧海内的海冰受海流影响明显,从西向东,密集度表现出不同的特点。在东格陵兰洋流的驱动下,北冰洋海冰沿北美大陆架被输运到拉布拉多海。古海洋研究没有实测数据作为参照,主要通过沉积物、冰心和冰川痕迹提供的信息来间接印证。通过比对,现有的北极地区古生物学和地质学证据能够很好的吻合文章中NAOSIM模拟结果。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
0 前言  11-14
  0.1 研究意义  11
  0.2 研究现状  11-12
  0.3 研究内容和目标  12-14
1 研究区域概况  14-21
  1.1 北冰洋在地球气候系统中的作用  14-18
    1.1.1 北冰洋概况  14-17
    1.1.2 地球气候变化中的北冰洋  17-18
  1.2 末次盛冰期  18-21
2 理论背景知识  21-26
  2.1 流体力学基本知识和方程  21-24
    2.1.1 重要假设和概念  21-22
    2.1.2 质量守恒  22-23
    2.1.3 动量守恒方程  23-24
  2.2 海冰动力学和热力学过程  24-26
    2.2.1 海冰的动力学过程  24
    2.2.2 海冰的热力学过程  24-26
3 NAOSIM 模式的建立  26-31
  3.1 NAOSIM 模式  26-27
  3.2 NAOSIM 模型条件设置和计算方案  27-31
    3.2.1 现时模型的建立  27
    3.2.2 末次盛冰期模拟条件  27-31
4 数值模拟结果与分析  31-58
  4.1 末次盛冰期北半球高纬地区大洋环流  31-51
    4.1.1 末次盛冰期古北冰洋洋流  31-43
    4.1.2 末次盛冰期古北欧海洋流  43-51
  4.2 末次盛冰期海冰的分布与输运  51-54
  4.3 模拟结果的验证与分析  54-58
5 结论与展望  58-61
  5.1 结论  58-59
  5.2 存在问题和未来工作展望  59-61
参考文献  61-67
致谢  67-68
个人简历  68
发表的学术论文  68

相似论文

  1. 六水合碳酸钙（CaCO_3·6H_2O）在海冰中形成及稳定条件的研究,P734.2
  2. 海冰离心脱盐理论与实验研究,P747
  3. 北极海域微型浮游真核生物的多样性、生态分布及微微型青绿藻（picoprasinophytes）的生态地位,Q178.53
  4. 海水雾化冷冻及粗冰脱盐技术研究,P747
  5. 海冰离心脱盐分离技术研究,P731.15
  6. 2.6万年以来黄土高原中北部的植被和气候变化,P461.7
  7. 海冰水灌溉对土壤水盐特性及棉花产量品质的影响,S273.5
  8. 夏季北冰洋海冰融化过程中能量分配的研究,P731.15
  9. MD01-2376岩心所反映的印度尼西亚穿越流230ka以来的变化特征及其对地轨因素的响应,P731.1
  10. 黄东海陆架末次盛冰期以来海平面变化及沉积体系响应,P731.23
  11. 海面建模、成像与顺轨干涉研究,TP72
  12. 在海水和海冰不同生境中南极绿藻ChlorophyceaeL-4维持质膜流动性的研究,Q945
  13. 北冰洋典型海冰生境冰藻生态学特征的研究,Q948.8
  14. 热带西太平洋硅藻席地球化学：碳、硅循环及古海洋响应,P736.4
  15. 流域、古气候、人类活动——机理、过程、指标体系及其方法论的探讨,P532
  16. 中国北方现代人扩散与农业起源的环境考古学观察,K872
  17. 末次盛冰期以来长江江苏段河道演变与现代冲淤分析,P343
  18. 夏季白令海和西北冰洋二氧化碳体系研究,X16
  19. 海冰物理参数的辨识及热力学过程的数值模拟,O242.1
  20. 基于微波图像的辽东湾海冰典型要素信息提取,P731.15

中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋水文学 > 海洋水文要素 > 海冰
© 2012 www.xueweilunwen.com