海冰热力学
第2 - 4章的讨论凸sea-i ce热力学的许多方面。盐含量的影响热性能相对于淡水冰的海冰,但温度演化和冰层厚度仍大致由垂直扩散。热平流渗流的盐水和融水也可以是巨大的。
类似于湖冰,大雪覆盖薄平台上的海冰冰可以淹没,导致洪水,造成了“雪冰。”Freezing of seawater in these conditions is fundamentally different from basal ice accretion, and it can lead to high levels of salt entrainment. This process is particularly strong in Antarctica, due to pack ice divergence that creates a relatively thin ice cover that is vulnerable to submergence. The crystal structure and辐射特性雪冰与吸积的冰。雪冰也有高导热系数相对于雪,促进海冰增长。
海洋热通量Qw,也更加的影响变量和地热的热通量成冰块的陆地或基底的基础热通量淡水冰一般。典型值高出1 - 2 W m - 2,但可以在温水的质量(例如,0°C或甚至几摄氏度)穿透高纬度地区。这是发生在北半球通过间歇性的北大西洋,水变成北极盆地。涡流的南极绕极流也提供温水南极洲沿海。温水上涌可以心情愉快地或通过埃克曼散度,提供大型热通量的海冰。这种类型的水质量是发现在南大洋和环极深的水。这温暖,盐水有它的起源在北大西洋推翻循环。
第三章中描述的热力学公式适用于海冰或海上冰雪层相结合,与盐度的影响内容的一些修改。结合明智的和潜热海冰的内容,有效的热容,或“热惰性:“海冰盐度和温度T的公司写的,年代)Ci + (5.1)
ci和低频的比热容和熔化潜热淡水冰的年代千分之几,T是摄氏度。coefficientm来自线性近似的盐度对熔点的影响抑郁症:Tm = - m S。
表达在这些术语,一个可以模拟所需要的能量提高温度或给定体积的海冰融化基于其温度和盐度。为冰的密度psi、集成给出了方程(5.1)在温度的单位体积的能量需要温暖的包裹海冰温度Tx T2:
方程(5.2)忽略了温度依赖性的比热容的纯冰,虽然这可以包括在数值模型。如果T2 = Tm,融化的温度,这意味着一个完整的从冰相变液体盐水。方程(5.2)可以写成所需的总能量融化的海冰与初始温度和盐度年代:
Em图片(Tm T) + pslLf d 1 + T)。(5.3)
这相当于每单位体积焓的冰。这些方程是稳定的,因为T < 0°C盐水冰。淡水冰的融化是Em的能量=π(ci (Tm - T) + Lf)。
冰增长或基底融化,包括盐水的影响的内容,然后可以建模为焓的函数。这是一个适应的生长方程的淡水冰的Eq (4.6)。冰厚度H,
秦和Qout参考upward-directed垂直热流进入和离开ocean-ice接口。
秦等于海洋热通量,Qout热量进行向上到海冰。这个方程结合地表能量平衡的上边界(雪/ ice-atmosphere接口),如第三章所述,保护冰体积内的焓。用焓为内部能量(温度)的Eq。(3.5),海冰的热力学演化遵循J占太阳辐射加热和潜在的能量发布/消费从内部重新冻结融化。一个词也可以被添加到从盐水渗滤热平流,占模型的过程。
定义完全海冰热力学,盐度进化年代(z, t)也需要被考虑。(5.4)和(5.5),这给了演化的耦合方程组的海冰厚度H,垂直温度和盐度结构T (z)和S (z)。类似于热平流与盐水迁移有关,这是难以衡量或模型。目前,大多数规定盐度海冰模型或把它固定。
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