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