基于观测数据的北欧海溢流强度稳定的机理研究
批准号:
41806219
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
史文奇
依托单位:
学科分类:
D0615.极地科学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢传玺、王玉、陈元、马玉贤
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中文摘要
近几十年来,受气候变化影响,格陵兰海深层对流显著减弱,北欧海溢流水变淡,而溢流强度并未如模式模拟那样发生显著减弱。目前对北欧海溢流强度的分析多是基于数值模拟结果,无法完全反映真实的海洋情况。北欧海溢流为水压控制,其流量取决于格陵兰-苏格兰海脊两侧的在溢流核心深度上的压强差,为海平面主导的正压压强差和温盐结构导致的斜压压强差的和。本项目将基于卫星高度数据和实测温盐数据,从上游溢流水存量和动力驱动两个方面分析溢流强度稳定的原因。阐述对流、混合增密等高密度水生成过程对北欧海内溢流水存量变化的影响;揭示北欧海海平面和温盐结构的变化特征和主要影响因素;利用模式诊断分析外部过程通过正压和斜压效应对溢流强度的影响。本项目将有助于加深对维持北欧海溢流强度稳定的主要物理过程的认识,提高溢流模拟预测的准确性,增进对极区海洋过程在全球气候系统中地位的理解。
英文摘要
In recent decades, Nordic sea overflow freshen as consequence of the climate change and decrease of deep convection in Greenland sea. However, the overflow intensity is not significantly weakened as the model simulation. Now, research on the overflow intensity mostly bases on model results, which could not completely reflect the facts of real ocean. Nordic sea overflow is hydraulic control, its flux depends on pressure difference between both sides of the Greenland–Scotland Ridge at the depth of the overflow core. The pressure diiference is the sum of a barotropic component determined by the sea level and a baroclinic component given by the density field. In this study, based on altimeter data and observant temperature and salinity data, analyze the reason of stability of overflow flux from storage of overflow waters in upstream and dynamic derivation. Some work are revealed to find out the effects of dense waters production, such as convection and cabbeling, to change of overflow waters volume in Nordic sea. The effects of external drive to overflow flux through barotropic and baroclinic way is analyzed by numerical model. This study will help to increase the knowledge of the main phiscal process, which maintain the overflow flux, and also can contribute to improvement of modeling prediction on overflow. In the context of the Arctic warming amplification, this study can contribute to recognize the important role of polar ocean processes in global climate system.
北欧海溢流作为热盐环流的重要驱动和北大西洋深层水的主要来源,深刻影响着北极乃至全球的环境变化。近几十年来,受气候变化影响,全球海洋环流系统发生了深刻变化,而北欧海溢流并未如气候模型模拟那样发生显著减弱。本项目分别从北欧海溢流水存量和溢流驱动两个角度对北欧海溢流强度稳定现象进行了研究。分析发现,1993-2015年驱动北欧海溢流的正压压强差和斜压压强差有较好的同步负相关性,两者都是GSR两侧上层水体性质变化造成的,而总压强差没有趋势变化。事实上,仅改变北欧海水体温盐结构,并不能减少溢流上游的水柱质量,稳定的压强差将驱动稳定的溢流。部分海洋模式的基本方程基于不可压缩流体假设,未能考虑比容效应导致的海平面上升,故模拟出了溢流减弱的结果。同时发现,1985-2019年北欧海溢流水存量呈现出显著减少趋势(幅度约为10%),其中罗弗敦海盆海域是溢流水存量减少核心区域。大西洋入流水增暖导致的罗弗敦海盆海域上层海水增暖,是该海域上层海水密度减小的重要原因。如果北欧海上层海洋继续升温,罗弗敦海盆海域依然是溢流水存量最先减少和最快消失的区域。而且北欧海溢流水存量随着温度升高而减少的过程不是线性的,有加速减少的特征;当海水温升4℃时,北欧海内将没有可直接溢流的高密度水体。在这个过程中,虽然北欧海溢流水存量在不断减少,但在稳定压强差驱动下,溢流流量可能保持不变。当溢流水上界面下降到海槛深度以下时,北欧海溢流可能会突然停滞或大幅减弱,这将直接影响全球环流系统,值得密切关注。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.3390/w13192675
发表时间:2021-09
期刊:Water (Switzerland)
影响因子:--
作者:Shi Wenqi;Li Ning;Lv Xianqing
通讯作者:Lv Xianqing
Assimilation Research of Wind Stress Drag Coefficient Based on the Linear Expression
基于线性表达式的风应力阻力系数同化研究
DOI:10.3390/jmse9101135
发表时间:2021-10
期刊:Journal of Marine Science and Engineering
影响因子:2.9
作者:Xu Junli;Nie Yuling;Ma Kai;Shi Wenqi;Lv Xianqing
通讯作者:Lv Xianqing
DOI:--
发表时间:2021
期刊:海洋开发与管理
影响因子:--
作者:史文奇;袁帅;刘永青;曹雪峰;邢传玺
通讯作者:邢传玺
DOI:10.1016/j.rsma.2020.101210
发表时间:2020-03
期刊:Regional Studies in Marine Science
影响因子:2.1
作者:Chuanxi Xing;Qian Zhao;Xuefeng Cao;Yongqing Liu
通讯作者:Chuanxi Xing;Qian Zhao;Xuefeng Cao;Yongqing Liu
DOI:10.11840/j.issn.1001-6392.2020.04.006
发表时间:2020
期刊:海洋通报
影响因子:--
作者:史文奇;袁帅;宋丽娜;张煜巾;许宁;刘雪琴;马玉贤
通讯作者:马玉贤
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