加拿大海盆东南部锚定观测双扩散阶梯的时间演化研究

加拿大海盆上层,分布着高温高盐的大西洋水和相对低温低盐的盐跃层下部水,两水团之间形成一系列的双扩散阶梯。通过分析2005年8月-2011年8月期间的锚定潜标数据,对双扩散阶梯和这两种水团之间的相互作用进行研究。基于固定盐度范围的方法,在盐度廓线中识别阶梯结构,在盐度34.45~34.83范围内,获取18个阶梯结构,并研究阶梯的参数。发现双扩散阶梯的位温主要受与其接近的水团的影响,同时也受其相邻的阶梯生成或消亡的影响,大西洋水对其上方的双扩散阶梯和盐跃层下部水起到加热作用;而盐跃层下部水的深度变化主导着大西洋水和双扩散阶梯的深度变化。两个相邻的阶梯具有一致的位温和深度变化趋势。通过经验公式,估计大西洋水通过双扩散阶梯向上传输的热通量为0.05~0.6 W/m2,且由下至上呈现逐渐增大的趋势。最后,估算由双扩散造成的垂向涡扩散系数为3×10-6~3.3×10-5 m2/s,且由下至上呈现逐渐减小的趋势。     

北冰洋上层双扩散阶梯热通量的分析

北冰洋中,低温低盐的上层水与高温高盐的大西洋水之间,广泛存在着稳定的双扩散阶梯。基于锚定剖面仪、冰基剖面仪和微结构剖面仪的数据,对温盐廓线中的阶梯进行研究,分析阶梯的热通量。固定跟踪了锚定剖面仪的3个阶梯,研究阶梯参数随时间的变化。发现由经验公式得出的上下两界面的热通量差,与混合层内热量的变化有较好的相关性。利用微结构剖面仪数据,计算阶梯界面通过分子热传导输送的热通量。当选取最大位温梯度时,算出的传导热通量与经验公式算出的热通量接近。因此,实验室研究得到的热通量经验公式,可以用于计算北冰洋双扩散阶梯的热通量。     

太平洋夏季水对加拿大海盆海冰的影响

近年来,北极海冰发生了大面积减少,减少的原因仍存在着争议。基于2003-2011年的水文和遥感卫星数据,对北冰洋加拿大海盆的太平洋水和海冰进行研究。通过对比2006年和2007年太平洋水位温与海冰密集度的空间分布,发现太平洋水暖异常于2007年1-3月进入加拿大海盆的中部,并可能导致了2007年夏季海冰大面积的融化。2003-2011年,在加拿大海盆的中部,太平洋水位温与海冰密集度存在着时间上的负相关。选取2007年8月,发现两者在空间上也存在着负相关。这很可能说明太平洋水暖异常在流动的过程中,向上输送了热量,在一定程度上,融化了海冰,从而触发海冰-反照率正反馈,导致海冰的减少。因此,通过白令海峡进入北冰洋的太平洋夏季水,对北极海冰面积的减少有着重要影响。