北歐海溢流源區(qū)的水文特征及溢流水輸送形式研究.pdf

1、北歐海作為聯(lián)系北大西洋和北冰洋的紐帶，在全球氣候系統(tǒng)中占有重要地位。高溫高鹽的大西洋水受到地形和海氣相互作用的影響，在格陵蘭海通過冷卻對流過程下沉形成高密度水。該水體向南輸送，在格陵蘭海-蘇格蘭海脊以深層溢流的形式進入北大西洋深層補充北大西洋深層水，對全球大尺度海洋環(huán)流和氣候系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。深入理解北歐海的溢流過程有助于更好地預(yù)測北極地中海對氣候變化的影響和響應(yīng)。
　　北歐海的對流和溢流過程具有較長的研究歷史，但是兩者之間的聯(lián)系

2、尚不完全清楚。本文圍繞這一科學(xué)問題，利用2014年北歐海考察得到的高空間分辨率數(shù)據(jù)研究了北歐海內(nèi)形成格陵蘭-蘇格蘭海脊溢流（簡稱溢流）的途徑和機制，提出了格陵蘭海“一級溢流”的概念，初步構(gòu)建了北歐海內(nèi)“一級溢流”驅(qū)動北歐海南部溢流的理論框架。針對溫鹽數(shù)據(jù)僅表征密度的影響，并不能完全分離實際流動中密度場和風(fēng)應(yīng)力各自作用的缺點，本文研究了北歐海的比容高度，并將其與海表面高度數(shù)據(jù)進行了比較，得到了密度場決定的流場的啟示。
　　格陵蘭海的

3、水體密度較大，其具有的較高的勢能驅(qū)使該水體向其他海域擴散，其形式類似于格陵蘭-蘇格蘭海脊的溢流，因此可以認為北歐海存在兩級溢流，而格陵蘭海流出的水體形成了北歐海內(nèi)部的“一級溢流”?！耙患壱缌鳌笔艿降匦蔚募s束，只能在特定位置發(fā)生，其中揚馬延水道是該流動最主要的通道，而莫恩海脊上的縫隙也可能產(chǎn)生間歇性地流動。該流動通過兩種方式貢獻于溢流。格陵蘭海略高溫高鹽的中層水通過揚馬延水道后沿揚馬延海脊向南流動，直接貢獻于溢流;上層的低溫低鹽水在跨過莫

4、恩海脊后積聚在挪威海盆北部，形成一個小的“冷水庫”。該“冷水庫”上層200米的水體逐漸變性，可能最終加入到挪威海的大西洋水中，200-300米的水體在鋒面附近潛沉進入挪威海300-600米，形成了一個龐大的“冷水庫”。該“冷水庫”高密度水所具有的較大的重力勢能驅(qū)動大量水體向南流動，形成溢流。該“冷水庫”的形成得益于挪威海北部的鋒面分布。揚馬延鋒位于挪威海盆西側(cè)，僅限于300米以上，而分離挪威海盆和羅弗敦海盆大西洋水的挪威海流鋒主要分布于

5、300-600米的深度。該鋒面分布結(jié)構(gòu)有利于格陵蘭海上層冷而淡的水體以等密度混合的形式長驅(qū)直入進入挪威海內(nèi)部，形成“冷水庫”。600米以下的水體由于密度太大不能直接形成溢流，該水體在動力條件約束下在各個海盆之間進行交換，構(gòu)成了溢流水的底部支撐。
　　利用EN3數(shù)據(jù)集計算了北歐海1993-2010年的比容高度，發(fā)現(xiàn)北歐海的平均比容高度呈現(xiàn)海盆中央低，挪威沿岸高的態(tài)勢，這種分布態(tài)勢與北歐海的流場密切相關(guān)。通過比較北歐海的比容高度異常與