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第1章 近30年北极海冰的变化特征2

1.1 引言2

1.2 北极海冰变化研究现状2

1.3 近30年北极海冰快速变化特征4

1.3.1 北极海冰外缘线和分布范围变化4

1.3.2 不同区域衰减特征和比较13

1.4 结论22

第2章 海冰快速变化特征参数和过程的现场观测24

2.1 概述24

2.2 海冰地理学分布26

2.2.1 2008年夏季北冰洋140°—180°W扇区海冰物理特征分布26

2.2.2 2010年夏季北冰洋140°—180°W扇区海冰物理特征分布36

2.3 夏季北冰洋水道——海冰系统的热力学过程44

2.3.1 现场观测45

2.3.2 水道反照率47

2.3.3 海水温度48

2.3.4 浮冰侧部和底部物质平衡48

2.3.5 讨论与结论49

2.4 短波辐射通量观测50

2.4.1 现场观测和数据处理51

2.4.2 观测结果与分析53

2.4.3 结论58

2.5 海冰物质平衡过程观测58

2.5.1 浮标的布放和运行59

2.5.2 观测结果与分析61

2.5.3 讨论67

2.5.4 结论71

2.6 海冰物理结构观测72

2.6.1 数据与方法72

2.6.2 观测结果与分析74

2.6.3 讨论和结论81

2.7 结论与展望81

第3章 海冰变化机理研究84

3.1 引言84

3.2 北极表面反照率观测和数值模拟研究84

3.2.1 研究方法85

3.2.2 北极海冰反照率观测分析87

3.2.3 北极海冰反照率模拟90

3.2.4 总结92

3.3 北极冰—海耦合模式物理过程参数化敏感性实验92

3.3.1 冰雪反照率参数化方案92

3.3.2 辐射穿透参数化方案95

3.3.3 结论与讨论97

3.4 太平洋入流水对西北冰洋上层海洋及海冰变化的影响99

3.4.1 模型介绍101

3.4.2 结果分析103

3.4.3 结论107

第4章 海冰动力学110

4.1 引言110

4.2 海冰分类111

4.3 海冰漂移113

4.4 海冰流变学117

4.4.1 屈服曲线119

4.4.2 流动法则120

4.4.3 非塑性形变时的本构方程122

4.4.4 海冰抗压强度123

4.5 冰脊和水道的数值模拟125

4.5.1 冰脊模拟126

4.5.2 水道模拟129

第5章 积雪—海冰热力学模式及其参数化方案136

5.1 概述136

5.2 积雪—海冰热力学解析模式137

5.2.1 模式介绍137

5.2.2 解析模式模拟水库冰冰厚138

5.3 积雪—冰热力学数值模式140

5.3.1 模式介绍140

5.3.2 积雪—冰热力学数值模式表面热平衡方程及其物理量的参数化方案141

5.3.3 雪／冰表面温度的优化算法147

5.4 海洋热通量的参数化152

5.4.1 海洋热通量的参数化153

5.4.2 数值模拟153

第6章 北极海冰快速变化对东亚及中国气候变化的影响研究158

6.1 序言158

6.2 北极海冰对中国及东亚冬季降水的影响规律和途径160

6.2.1 引言160

6.2.2 北极秋季海冰对中国冬季降雨的影响规律161

6.2.3 北极秋季海冰对中国冬季降水的影响途径163

6.2.4 结论和讨论164

6.3 北极海冰变化在2008年初中国南方雪灾形成中的作用探索166

6.3.1 序言166

6.3.2 数据、大气环流模式和数值实验设计169

6.3.3 数值模拟结果169

6.3.4 结论和讨论172

参考文献173