冰在北极海域和北极盆地之间交换
冰和北极边缘海盆地之间的交流,以及热力学过程,影响在这些海域的冰层覆盖结构,因此他们的海冰范围(Gudkovich Nikolayeva, 1963;Gudkovich et al ., 1972;Gudkovich Doronin, 2001)。
不幸的是,没有直接、充分长期漂冰观测附近可用和北极边缘海盆地之间的界限,和计算方法必须用于估计冰交换(冰面积或体积)及其变化。在“出口”,造成冰北极盆地在今年,最简单的计算方法是基于“等压漂移”N.N. Zubov提出的比率(1944年):
w在哪里漂冰速度y轴上的投影;k是等压系数;dP
,是大气压力梯度的投影轴x dx
如果x轴是沿着“条目”部分的长度,大约与大海的北部边界,然后积分方程4.8沿着这个轴从西方到东方海上边界的结果:
这里,S是冰盖的面积通过部分我在单位时间。这个区域是由系数k的尺寸和相应的平均规模的气压的图表。当使用月平均海平面气压的图表,等压系数维度是平方公里/ hPa•月。这些值是来源于观察总在北极冰漂移的盆地,增长了25%,根据相应的年平均价值的经验比例(Gudkovich Nikolayeva, 1963)。
方程4.9表明,由此产生的冰交换区没有明确依赖节长度和大气压力差成正比的结束。它假定冰盖(无论冰浓度)并没有消失在整个部分的长度。因此,一个正确的估计在冰上冰体积需要信息交换的浓度和厚度及其变化。
估计冰交流巴伦支海的面积,卡拉,拉普帖夫海海域和北冰洋流域1937年到2003年是基于月度大气压力的差异在斯匹次卑尔根和弗朗兹约瑟冰川的土地,弗朗兹约瑟冰川土地和北地群岛之间,Arktichesky角之间(北地群岛)和侯特尔把我累垮'ny岛(Novosibirskie群岛)占月度值等压系数在Gudkovich和Nikolayeva出版(1963)。使用这些数据,对应的意思是多年的季节性变化值如图4.15所示,b, c测定:在夏天从5月到8月(主要),从北极冰是出口到这些海洋盆地,并在冬季(主要从9月至3月),冰是北冰洋流域出口从这些海域。这些数据表明,超过40000平方公里(约70000平方公里)的标准偏差平均出口从巴伦支海北部,大约120000平方公里(约90000平方公里)的标准偏差从喀拉海,和超过290000平方公里(90000多平方公里的标准偏差)的冬天拉普捷夫海。夏天的冰从北冰洋流域出口由平均约25000平方公里的前两个海洋和大约10000平方公里的拉普捷夫海(标准差约50000 - 70000,115000多平方公里,分别)。有巨大的冰巴伦支海和喀拉海之间的交换。今年的大部分时间里(从8月至6月),冰从巴伦支海的喀拉海导出。这个冰的面积与冰出口从喀拉海北冰洋流域过冬。这些估计没有账户,在显式形式,梯度电流的影响,可能会影响上面给出的值。
根据Gudkovich Nikolayeva(1963),在一年内,西风西南的风增加了东巴伦支海10期间,他们创造的设置在喀拉海增加冰出口从这海朝北。占主导地位的东风,来自东北的风产生相反的结果。这项研究还表明,冰从东西伯利亚海东部和出口
1000公里
年代,1000公里
-
- 月
1000公里
年代,1000公里
月
月
图4.15。意味着多年的季节性变化值计算冰交换的巴伦支海(a),卡拉(b)和拉普帖夫海(c)与北极海域盆地(细线描述数据标准差增加或减少的值)。
X XI十二我第二第三第四第五第六第七第八第九
月
X XI十二我第二第三第四第五第六第七第八第九
月
图4.15。意味着多年的季节性变化值计算冰交换的巴伦支海(a),卡拉(b)和拉普帖夫海(c)与北极海域盆地(细线描述数据标准差增加或减少的值)。
西南楚科奇海期间考虑强烈影响风场涡度附近的弗兰格尔岛。反气旋涡旋冰出口增加,和气旋性涡度结果的额外从北方冰流。
检查上述计算的可靠性,冰的边界总浓度7 - 10在9月下旬趋近拉普捷夫海与旧的边界(第二,多年)冰主导地位(部分5/10和更大的浓度)次年3月。这些边界的纬度的差异在经络间隔在5°的经度一起被认为是冰雪运动的价值对应的经络六个冬季(3月10月)。北极的冰的交换区域海洋盆地(S)指定的段是由:
S = 12350•^意味着“AA•因为<意味着(十)
在<意思是纬度上述冰边界之间的平均差异在经络(度);AA经度的穴位之间的差异是大海的东部和西部边界(度);<意思是冰的纬度边界平均由子午线和纬度12350度转换度系数平方公里。
年均冰交易所与北极拉普捷夫海盆地的冬天从1954年到2002年计算使用方程4.10 294000平方公里海域的55%,这正好与上述价值计算的大气压力差。计算冰交换区域的其他季节预计不会造成显著差异。增加55000平方公里计算的平均冰出口从4月到9月这个冬天冰交换价值的结果估计为349000平方公里,假设显著的年际变化不会引起这个估计不同强烈从冰平均出口从这海到北极盆地(309000平方公里)的1936年至1995年,计算的半经验模型所描述的Alexandrov et al ., (2000)。这些作者冰漂移建模使用大规模dynamic-thermodynamic模型确定的关系冰出口从拉普捷夫海北部和东部与交替的气旋(CR)和反气旋(AR)循环机制。作者得出结论,在基于“增大化现实”技术,冰北出口增加和减少。CR有相反的效果,较弱的冰出口向北和强劲的出口。发现类似的现象在气旋活动增加了北极盆地在20世纪第一个北极变暖时,破冰船g . Sedov漂流1937 - 1938年冬季东和货架的新西伯利亚群岛以北。东电流出现在后来被称为“g . Sedov电流。”This current was probably absent during the Fram's drift, when there was a cold period similar to that of the 1960s-1970s.
估计冰在北极盆地之间交换和东西伯利亚楚科奇海比较复杂。冬季期间,海风经常观察到这里,这将导致大量的出口这些海洋冰从北极盆地。这一过程的强度增加从西到东。然而,我们的分析冰面积变化的东部的东西伯利亚海和楚科奇海表明,整个冬天,冰从这些海洋北冰洋流域出口占主导地位(Gudkovich Nikolayeva, 1963)。
这一结论也证实了其他数据从目前研究:冰出口到北冰洋流域的面积从东西伯利亚海只在冬天期间由38000平方公里;然而,从位置的变化来确定它的值接近冰边界(7 - 10趋近)在9月下旬,和流行的旧冰边界,3月份(图4.16)收益率超过355000平方公里。大约100000平方公里的这个量位于新西伯利亚群岛以北,并且应该主要包括额外的冰从拉普捷夫海导出。然而,在这种情况下,冰从东西伯利亚海也大大有助于出口的运动从书架上冰北极海域盆地。应该注意的是,所有的数据的位置冰边缘通过处理得到AARI常规10天的周期性冰图表在世界气象组织1954 - 1992年西格丽德格式,即。,期间使用最小数量的差距的历史数据集(见Mahoney et al。(2008)为一个完整的描述的数据集)。
图4.16。平均1954 - 1991年的边界的老冰(1)并关闭剩余3月冰在9月底前(2)。在经脉线段描述相应的标准差。
图4.16。平均1954 - 1991年的边界的老冰(1)并关闭剩余3月冰在9月底前(2)。在经脉线段描述相应的标准差。
在楚科奇海,陆上风盛行的平均年(6 -除外)。从北方冬季冰流计算的大气压力差角的弗兰格尔岛Lisborne横断面由平均300000多平方公里,而冰的位移边界表明冰的优势出口到北极盆地(平均14000平方公里)。这些差异是由于,如上所述,的影响太平洋洋流的速度的增加,因为它接近白令海峡,和内部冰盖的抵抗压缩过程。
还应该指出,冰雪覆盖的动态散度在北海边界附近,这通常是观察在夏季流行的气旋中的气压的字段,可以稍微影响边界的位置的老冰在冬天的结束,因此导致高估的冰出口到朝鲜当使用描述的方法获得的。
在上述因素引入大错误的计算冰东西伯利亚海之间的交换和冬天北极盆地,春夏季(助力)计算更可靠,因为离岸风往往主宰这一时期。冰的总计算面积出口到北极盆地的春夏装季节由105000平方公里,平均标准差为127000平方公里。
是不可能估计冰楚科奇海之间的交换和夏天北冰洋流域;当前加强太平洋的白令海峡在这个时间和大气中的热量平流通常导致冰盖融化的重要组成部分在大海。在几年,当延长气压的抑郁是成立于北极盆地相邻地区,快速运动的大量的冰从北极盆地东部东西伯利亚海和楚科奇海可以发生。
上面的估计表明,平均而言,大约100万平方公里的冰盖每年运输北极的海洋北冰洋流域,与当前的估计区域的冰出口每年从北极格陵兰海盆地。(例如,Koesner, 1973;米罗诺夫Uralov, 1991;温吉,1986)。给出一个典型的冰层厚度值,我们可以估计的体积冰出口到北极盆地在冬天大约1500 - 2000立方千米。这个值是一样大冰的可用估计一半出口到格陵兰海冬天(温吉Finnekasa, 1986;Alekseev et al ., 1997),这可以通过冰增长,占冰培土,其他进程发生在冰弗拉姆海峡的交通。
作为冰冰盖的厚度参与交易所也在不断变化,最好的方法估算相应的冰体积应该基于dynamic-thermodynamic冰盖模型进化。这需要长期执行模型计算时间间隔(年),在此期间产生的漂移速度变得与系统误差的计算(Gudkovich Doronin, 2001)。应该改进的模型,特别是考虑到梯度水流和冰盖的流变特性。
见Frolov et al。(2005), Gudkovich et al。(1972),和Gudkovich Doronin(2001),冰的交换与北极边缘海盆地在冬天的形成的影响大规模的冰的结构,用冰区域表示不同的年龄,因此不同的厚度。冰的冰融化率和消失在海洋下面的夏季取决于后者。由于不同海域水文气象条件的典型,在冰的厚度有差异区域相同的年龄。相应区域的区域由冰交换强度在特定期间也显著不同。因此,不变形冰的形成秋冬季期间在巴伦支海通常并不比100厘米厚的春天的开始融化。喀拉海的海冰厚度平均值是130 - 170厘米,在西拉普捷夫海180 - 190厘米,在东部拉普捷夫海、东西伯利亚海西部200215厘米,在楚科奇海150 - 170厘米。
当春夏装出现在平均强度,融化冰的面积的异常交易和冰增长在冬天几乎完全确定巴伦支海的海冰范围下一个夏天。在其他北极海域的影响冰与随后的冰川消融的北极盆地是转移到冬天的结束,早期形成的冰也没有时间短的北极夏季融化。最近的海冰范围和冰之间的联系交流期间观察到的4 - 6月(或May-July),当有利的或不利的异常与北极冰交换盆地都伴随着相应的空气温度异常,启动和季节性融化冰盖反射率(反照率)的变化。
审查意味着多年冰数据交换与北极海域盆地在夏天可能会导致一个不正确的结论,冰交易所在这时间间隔在冰中扮演一个小角色平衡海洋:冰带来的面积
大海或出口到北极盆地从6月到9月由平均只有3%的海洋面积的-8%。然而,这些值的年际变化非常重要。冰外汇波动的振幅相比,海洋的面积为6 - 22%的喀拉海、拉普捷夫海的42%,24%,东西伯利亚海;在6月到8月期间,三个海域的波动23%,48%,和40%,分别和日圆时期,分别为37%,70%,和64%,(Gudkovich Doronin, 2001)。
所以,夏季冰交流的直接作用与北冰洋流域在海洋的冰平衡异常年很重要,特别是对于拉普捷夫海、东西伯利亚海。在这些海域,其绝对值可能在30%的情况下超过20%的海洋的面积,而在喀拉海,这发生在只有15%的情况下。这个组件具有更小的作用在夏天冰巴伦支海的平衡。
图4.17。(a)的平均纬度变化的老冰边界在冬天的结束。(b)冰出口到北极盆地过冬。(c)的平均纬度剩余冰夏末的边界(前)在拉普帖夫海(左边),东西伯利亚(中心)和楚科奇海域(右边)。
这篇文章有用吗?