北極海冰與上層海洋環流耦合變化及其氣候效應

《北極海冰與上層海洋環流耦合變化及其氣候效應》是依託中國海洋大學，由趙進平擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：北極海冰與上層海洋環流耦合變化及其氣候效應
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：趙進平
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

在北極快速變化過程中，海冰覆蓋範圍和密集度的顯著減少，相對更為稀疏的海冰使得海洋對大氣強迫有不同的回響，導致上層環流結構發生變化，原有的穿極流結構正在向邊界流結構轉換。海洋環流轉型是勢必發生的現象，2010年發生的穿極流中斷和未融先開現象表明了環流轉型已經開始。然而，科學界對環流轉型及其產生的各種變化缺乏了解和認識，急需對於轉型帶來的後果尤其是對氣候系統的影響開展研究，本項目針對正在發生的海洋環流轉型過程，開展現場觀察，布放北極浮標，利用衛星遙感數據和海-冰耦合模式，研究伴隨海冰變化產生的北極上層海洋環流由穿極流型向邊界流型的轉換，揭示洋區內海冰及物質輸運的改變、海冰輸出量的變化、上升運動的消失、邊界流加強、中層水補償機制的調整，並研究由此產生的海氣相互作用的變化、對北極濤動強度和極性的影響。通過這些研究，了解北極快速變化的綜合結果，認識海洋環流的變化在北極氣候系統中的重要作用。

結題摘要

本項目立項時正值北極發生快速變化的時期，項目的主要研究內容都屬於國際北極科學前沿的內容。由於我國北極研究基礎薄弱，許多研究內容充滿了未知數，對參研人員構成了挑戰。本項目在5個大的方面取得了創新性成果：第一，關於北極與全球變化的關係研究取得了豐碩的成果，陳顯堯博士在Nature，Science各發表論文1篇，揭示了全球增暖變緩的熱量儲存機理，將全球變化與北極過程建立了聯繫，是在全球變化領域的重要進展。第二，關於波弗特流渦的研究取得了多項關鍵的進展，其中，北極地轉流對波弗特海淡水積聚和環流加速的影響取得了全新的認識，引起了學界的廣泛重視，鐘文理博士成為該領域國際核心團隊的主要成員。第三，關於上層海洋環流研究打破了傳統的認識，發現了門捷列夫流渦，指出了反向流動的東西伯利亞海陸坡流，對北極上層海洋的環流型形成了新認識。第四，關於北歐海的研究在大氣和海洋兩個領域都取得突破，在海洋中發現了北歐海內部溢流和冷水庫，指出了北歐海在全球海洋熱鹽循環中可能的重要作用；在大氣中發現了北極濤動正反饋區，揭示了影響北極濤動的核心機制。第五，在海洋強迫方面獲得的海洋熱通量的新的計算原理，通過模擬海冰凍融過程檢驗，這個原理更符合海洋的實際情況，有望取代原有算法（這部分內容尚未正式發表）。除了創新性之外，我們在這5個研究方向進行了系統化研究，拓展了創新性成果的深度和廣度。本項目主要特色是重視海洋考察，在5年的時間裡前往北極16個航次，大量獲取了北極數據，成為科學創新的有效源泉，為本項目和未來的北極研究打下了堅實的基礎。尤其是兩個俄羅斯航次使我們有機會考察俄羅斯近海，獲得了寶貴的數據。本項目的研究工作和成果得到國際同行的關注與重視，為我國北極科學的發展做出了貢獻。本項目實際培養了10餘名博士畢業生，完成論文70餘篇，較全面地完成了規定的研究任務，取得了高水平的研究成果，全面實現了項目的預期目標。