20世纪90年代以来，北极地区海洋环境进入了以海冰快速减少为显著特征的快速变化时期。加拿大海盆作为北冰洋最大的海盆，研究其水体热盐结构在快速变化时期发生的变化，对了解北极海冰变化及其相互作，乃至对认识全球气候系统变化趋势都具有重要意义。论文通过收集和分析加拿大海盆长期锚系潜标剖面观测系统、逐年大面观测数据以及冰基漂流浮标等获得的北极温盐剖面数据，研究了快速变化时期北极加拿大海盆上层海洋的变化情况，主要包括中层水的核心深度、淡水含量、热含量的时空演变、海洋涡旋的特征及其与海冰的变化的联系等。　　自2003年加拿大海盆的AW入流出现了明显的冷却，同时整个海盆中层水核心深度出现不同程度加深，海盆中央区的中层水却没有受到冷却后的AW的影响，反而继续增暖。2012年和2013年波弗特海区域的中层水核心深度出现了回落。　　2003年除波弗特海外海盆，其它区域淡水含量处于一个低值，2007年出现了淡水含量大于20 m的高值中心，2007年之后淡水含量高值中心在海盆西北方部出现。2012年开始，加拿大海盆内的淡水含量总体出现了减少的趋势，结合海盆内海冰密集度结果可以看出加拿大海盆淡水含量的变化与海盆内海冰密集度有明显的负相关关系。　　2003-2013年海盆内部分区域75-200m热含量出现增长。200-400m热含量以2007年为分割线，07年以前为北高南低的分布，07年之后热含量开始降低。400-800m热含量2003-2013年西北部和东南部存在很大差异，西北部的热含量大于东南部。快速变化时期，随着海冰的减少，越来越多的能量能直接进入海洋上层，上层海洋的能量也能直接参与海—气相互作用,与此同时，表层搅拌加剧导致跃层下移从而使更多的中层水能量能参与表层热交换，因此不同层次海洋热含量变化表现得较为复杂。　　北冰洋出现的涡旋对于次表层中的混合及能量传输具有重要的意义，它的出现会加剧水体垂直混合改变水体原有热力结构，因此本文尝试引入涡旋来研究上层水体热盐结构变化。之前锚系观测浮标有遭遇过几个北冰洋次表层涡旋，但是由于检测到的涡旋在时间尺度上不够密集无法进行系统分析，为此利用ITP观测数据对北冰洋次表层涡旋进行了统计分析，从中发现了21个反气旋式冷涡。这些涡旋都在加拿大海盆750N以南的盐跃层与混合层之间被发现，深度范围在38-65 m之间。所有的涡旋中心温度都在-1.5℃±0.1范围内，接近局地冰点温度，说明涡旋应该生成于结冰季节，海水结冰析盐作用会导致局地水体盐度增大从而破坏层结稳定性，在地转偏向力及补偿流的作用下形成涡旋，这是涡旋的一种形成机制；中心盐度在31±0.5的范围内，盐度范围接近阿拉斯加沿岸流的盐度值。所以，推测阿拉斯加沿岸流在结冰时层结的不稳定性可能是产生涡旋的机制之一。　　涡旋发生时，海表混合层的厚度缩减，其水团的温度和盐度较周围水体明显偏低，涡旋的出现也使温跃层的深度加深、温度极大值偏高，这说明涡旋的出现削弱了跃层的边界，改变了局地能量传输机制。