【摘 要】
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北极海冰是北极地区最活跃易变的成分。随着北极气候系统的急剧变化,海温不断升高,海冰不断减少。北极海冰的覆盖范围与厚度都在不断减小。虽然,北极海冰不断减少的直接原因是北极地区的能量过程的快速变化,但海冰运动所造成的海冰重新分布引起的大气—海冰界面上反照率的改变会反馈至能量收支,另外风场强迫加速海冰快速流出北冰洋。因此,海冰运动过程对北冰洋的海冰变化起着非常重要的作用。中国是北极事务的重要利益攸关方,
【基金项目】
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科技部重点研发项目:“科技部重点研发计划子课题-BJHD航海环境要素现场监测与分析”(编号:2016YFC1402702);
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北极海冰是北极地区最活跃易变的成分。随着北极气候系统的急剧变化,海温不断升高,海冰不断减少。北极海冰的覆盖范围与厚度都在不断减小。虽然,北极海冰不断减少的直接原因是北极地区的能量过程的快速变化,但海冰运动所造成的海冰重新分布引起的大气—海冰界面上反照率的改变会反馈至能量收支,另外风场强迫加速海冰快速流出北冰洋。因此,海冰运动过程对北冰洋的海冰变化起着非常重要的作用。中国是北极事务的重要利益攸关方,北极海冰的变化不仅对我国的气候产生巨大影响,而且对我国的发展有一定的积极作用,如北极航道的开通,于我国有着重大的交通价值及军事价值。因此,对北极海冰运动特征的研究有着非常重要的意义。本研究针对小时间尺度过程,基于漂移浮标现场观测数据,分析加拿大海盆海冰运动时间变化特征。首先利用VB编程手段进行数据批量下载的程序设计以及数据处理软件的设计。在此前提下研究短时间、小范围的海冰运动变化特征,以及风场对海冰运动的影响,实测数据与遥感数据相结合进行海冰运动速度与风场之间的相关性分析。将浮标实测数据正常传输的由2018年8月16日到2019年2月26日期间分成13个时间段来研究,结果发现,加拿大海盆地区海冰运动随时间变化的特征鲜明。研究时间段内海冰速度大小可一定程度的反映运动方向变化的剧烈程度,在海冰运动速度较大的时间段,运动方向稳定。当海冰运动速度较小时,运动方向变化剧烈,在运动轨迹中表现为拐点数量增多。从单块浮冰来说,夏季的运动速度高,冬季的运动速度低。浮冰在步入冬季之后出现了为期两个月的波动下降过程,下降速度约为每天0.24 cm/s。根据海冰运动方向与风向之间角度差的绝对值θ,将海冰运动的类型分成三类:第I类运动(0°≤θ≤45°)、第II类运动(45°<θ<135°)与第III类运动(135°≤θ<180°)。海冰运动方向对于风向的敏感度即可由第I类运动的出现频率来反映。研究结果发现,海冰运动方向对于风向的敏感度的高低可一定程度的反映海冰的运动特征。无论从总体过程还是从不同时间段,海冰运动速度与风速之间都成显著的正相关关系。单块浮冰运动速度与风速之间的相关性较强时,风向随冰运动方向的导向作用较强,冰运动方向对风向的敏感度高。另外从一段时间内流冰风力系数的均值来看,Nansen定律提出的0.02是单块浮冰运动季节特征的分界线。当流冰风力系数均值大于0.02时,这段时间内浮冰的运动特征表现为夏季特征;当流冰风力系数均值小于0.02时,这段时间内浮冰的运动特征表现为冬季特征。
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