潮汐在西南极松岛冰川下海洋—冰架耦合过程中的作用

发布时间：2020-05-07 17:35

【摘要】：本文通过四组 MITgcm (the Massachusetts Institute of Technology general circulation model)数值试验研究潮汐在西南极阿蒙森海松岛冰川(Pine Island Glacier)下海洋-冰架耦合过程中的作用。模式模拟区域为西南极阿蒙森海,边界条件采用 ECC02 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean,Phase II)全球模拟结果。在松岛冰川附近海域,模式水平方向分辨率为一公里,垂直方向分为70层,垂直分辨率从近表面的10米到最大深度处的250米。模式中加入冰架模块来研究西南极松岛冰川下海洋-冰架耦合过程,冰架模块中采用部分单元格法描述冰腔上冰架形状特征,从而更加准确地描述出冰架形状特征。在上述海洋-冰架耦合模式中,使用潮流边界条件加入潮汐。通过四组数值试验来研究潮汐在海洋-冰架耦合过程中的作用。海面高度的调和分析表明全日潮(K1)在西南极松岛冰川附近海域起主要作用。本研究中,我们在MITgcm模式中加入分潮K1,所用潮汐边界条件来自潮汐模式CATS2008b (The Circum-Antarctic Tidal Simulation, 2008b)。使用松岛冰川附近5个站点潮汐实测数据评估模式中的潮汐精度,结果表明模拟与实测数据误差为11. 6厘米。试验exp1a、exp1b为水平方向均匀的斜压层结,采用8个站点的CTD实测温度、盐分数据为模式初始场,试验exp1b在exp1a的基础上加入了分潮K1,试验积分10天。结果表明潮汐能改变环流使得松岛冰川底部环流交换量显著增加,通过冰架前缘进入冰腔的热量增加17. 44 %。试验exp2a、exp2b是水平方向变化的斜压层结,初始场来自ECC02全球模拟结果,试验exp2b在exp2a的基础上加入了分潮K1,试验积分时间也为10天。结果表明潮汐使得松岛冰川底部环流交换量显著增加,热通量增加6. 2 %。最后,我们通过cast16站24小时CTD实测资料对试验exp1b模拟结果进行对比分析。结果表明试验exp1b能在一定程度上模拟出海洋的层结状况及内潮造成的层结变化。
【图文】：

逡逑近些年来针对西南极冰架的研宄有很多，这些工作多集中在冰架厚度减小、逡逑冰架质量流失及基部融化率升高等方面［２６＿２９］。图１为西南极松岛冰川附近海域逡逑的地形图，在本研宄中使用在ＭＩＴｇｃｍ中。一些研宄表明暖的绕极深层水可以逡逑通过东部通道邋ＥＣ邋（Ｅａｓｔｅｒｎ邋Ｃｈａｎｎｅｌ）邋［３°］、中部通道邋ＣＣ邋（Ｃｅｎｔｒａｌ邋Ｃｈａｎｎｅｌ）邋［３１］以逡逑及西部通道ＷＣ邋（Ｗｅｓｔｅｒｎ邋Ｃｈａｎｎｅｌ）邋［３２］进入松岛冰川下冰腔，，进而影响阿蒙森逡逑海冰架融化速率及冰架与陆地接地线位置。Ｓｃｈｏｄｌｏｋ等通过ＭＩＴｇｃｍ环流模式逡逑利用更精确的地形资料研宄了阿蒙森海松岛冰川区域的冰架融化特征，由于受逡逑到海底地形限制，暖的绕极深层水主要从东部通道ＥＣ进入阿蒙森海松岛冰川底逡逑部。但在这一研宄中潮汐的作用没有考虑，本研宄将使用同一模式研宄潮汐在逡逑海洋－冰架耦合系统中的作用。逡逑３逡逑

的速度为每分钟３０米，由１００米下潜到海底的速度为每分钟５０米。ＣＴＤ上升逡逑速度为每分钟５０－６０米。经过处理及平均，最后得到间隔为１米，由海表面到逡逑距离海底１０米的温度、盐分实测数据。如图２观测站位所示，８个观测点逡逑（ｃａｓｔｌ６－２３）的分布沿着松岛冰川前缘，距离冰架前沿边缘距离约为０．４６千米。逡逑其中，ｃａｓｔｌ６观测点处有２４小时观测资料。这一观测资料的时间为２００９年１逡逑月２４日２１点－２００９年１月２５日２０点。资料是新南威尔士大学堪培拉分校逡逑（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ邋ｏｆ邋Ｎｅｗ邋Ｓｏｕｔｈ邋Ｗａｌｅｓ邋Ｃａｎｂｅｒｒａ）的邋Ｒｏｂｉｎ邋Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ邋提供。逡逑＿１。。0逡逑１９００逡逑７００逡逑Ｉ：逡逑■１０５逦－１０４逦－１０３逦－１０２逦－１０１逦－１００逦－９９逡逑图２．邋ＣＴＤ实测资料观测位置，１６－２３表示８个观测点位置逡逑９逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P343.6;P731

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本文编号：2653306