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相似文献
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1.
本文利用海冰-海洋动力耦合模式对渤海典型天气形势下海冰动力过程作了数值模拟,海冰模式建立在动量和质量守恒基础上,忽略了海冰变化的热力过程。海冰厚度补划分为三类:堆积冰、平整冰和开阔冰,冰的形变由一个厚度的重新分布约束条件确定,海洋模式是一个二维风暴潮模式,同时考虑了潮汐的作用。风场资料来自于沿岸气象观测站每日四次的风观测。计算网络是十分之一经纬度。主要的分析和模拟是在大气和海洋共同作用下海洋的漂流  相似文献   

2.
渤海冰-海洋耦合模式 Ⅱ.个例试验   总被引:3,自引:1,他引:3  
以渤海1998~1999和2000~2001年度冬季的海冰发展过程为例,采用实时气象数值预报场作为大气强迫,利用渤海冰海洋耦合模式模拟渤海整个冬季的海冰生消和演变以及渤海冰季冰气、冰水和气水界面的热收支.模拟结果显示大气和海洋的热力效应对渤海的海冰发展非常重要,特别在海冰的冻结和融化阶段,海洋热通量在热力耦合中起着重要作用.模拟还显示了冰覆盖内部区域和冰外缘线附近不同的热力特征,分析讨论了冰区内和冰边缘两个特征点冰厚分布、界面热量收支和海表水温等.  相似文献   

3.
一种冰-海洋模式的热力耦合方案   总被引:3,自引:1,他引:3  
冰与海洋的热力耦合对冰与海洋环流的模拟有极其重要的影响,是冰-海洋相互作用的一个重要方面.对其精确确定需要详细考虑冰-海洋界面附近的湍流过程,这在长时期的模拟特别是气候模拟中,常受到技术条件的限制.过去的研究常常假设冰下海洋混合层的温度为冰点,特别是在单纯冰模式的模拟中,但考虑海冰漂移和冰点变化的效应时,这一假设是不精确的.因此,弱化冰下海洋混合层温度为冰点的约束,不考虑详细的冰-海洋界面和海洋混合层的湍流过程,根据冰-海洋耦合系统的能量收支关系,设计了一个简化的冰-海洋热力耦合方案.对该方案引起的海洋混合层适应、热力结构和海冰发展的影响进行了分析,并将其用于全球冰海洋耦合模式的数值试验,结果表明,在大气热力强迫下该耦合方案既可使冰区混合层海水温度向冰点适应,又使冰边缘带海水温度与冰点保持明显差异,能够较好地反映冰-海洋热力相互作用.利用该耦合方案构造的全球冰-海洋耦合模式模拟的海冰范围及季节变化与实际观测非常接近.  相似文献   

4.
渤海海冰漂移数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文利用海冰-海洋动力耦合模式对渤海典型天气形势下海冰动力过程作了数值模拟,海冰模式建立在动量和质量守恒基础上,忽略了海冰变化的热力过程。海冰厚度被划分为三类:堆积冰、平整冰和开阔冰,冰的形变由一个厚度的重新分布约束条件确定。海洋模式是一个二维风暴潮模式.同时考虑了潮汐的作用。风场资料来自于沿岸气象观测站每日四次的风观测,计算网格是十分之一经纬度。主要的分析和模拟是在大气和海洋共同作用下海冰的漂流特点。观测结果比较表明,数值模拟结果基本上反映了该海域流冰的漂移性质,同时也可为短期冰情预报提供有益的参考。  相似文献   

5.
BCC_CSM对北极海冰的模拟:CMIP5和CMIP6历史试验比较   总被引:1,自引:1,他引:0  
王松  苏洁  储敏  史学丽 《海洋学报》2020,42(5):49-64
本文利用北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)在最近两个耦合模式比较计划(CMIP5和CMIP6)的历史试验模拟结果,对北极海冰范围和冰厚的模拟性能进行了比较,结果表明:(1) CMIP6改善了CMIP5模拟海冰范围季节变化过大的问题,总体上更接近观测结果;(2)两个CMIP试验阶段中BCC_CSM模拟的海冰厚度都偏小,但CMIP6试验对夏季海冰厚度过薄问题有所改进。通过对影响海冰生消过程的冰面和冰底热收支的分析,我们探讨了上述模拟偏差以及CMIP6模拟结果改善的成因。分析表明,8?9月海洋热通量、向下短波辐射和反照率对模拟结果的误差影响较大,CMIP6试验在这些方面有较大改善;而12月至翌年2月,CMIP5模拟的北极海冰范围偏大主要是海洋热通量偏低所导致,CMIP6模拟的海洋热通量较CMIP5大,但北大西洋表层海流的改善才是巴芬湾附近海冰外缘线位置改善的主要原因。CMIP试验模拟的夏季海冰厚度偏薄主要是因为6?8月海洋热通量和冰面热收支都偏大,而CMIP6试验模拟的夏季海冰厚度有所改善主要是由于海洋热通量和净短波辐射的改善。海冰模拟结果的改善与CMIP6海冰模块和大气模块参数化的改进有直接和间接的关系,通过改变短波辐射、冰面反照率和海洋热通量,使BCC_CSM模式对北极海冰的模拟性能也得到有效提高。  相似文献   

6.
海冰模式和数值预报   总被引:2,自引:0,他引:2  
吴辉碇  李海 《海洋预报》1999,16(3):85-96
根据渤海冰情,在海冰动力学和热力学研究基础上,提出一种海冰动力一热力模式。该模式包括平整冰、堆积冰和开阔水三要素,采用粘一塑性本构关系计算冰内应力。利用参数化方法处理变形函数和热力增长率。该冰模式与潮流模式耦合研究渤海冰-潮相互作用,并与ECOM-Si海洋模式耦合进行预报试验。该冰模式与大气模式联接,或应用气象部门数值天气预报产品进行海冰业务数值预报。本文还给出了预报结果。  相似文献   

7.
研究了海冰热力模式中的各种辐射参数化方案,对比了模式计算的太阳短波辐射、大气长波辐射以及海冰热力变化,并利用渤海和波罗的海观测资料进行比较和误差分析.冬季大部分时间太阳短波辐射对海冰热力过程的作用有限.简单计算方案一般满足海冰模式要求.误差主要受云和冰雪表面与大气之间的多重反射影响.长波辐射对表面热平衡和海冰质量变化起重要作用.长波辐射参数化方案的计算结果受环境因素影响.云量参数化有待进一步改进.海冰模式计算结果的精度与长波辐射计算精度有一致性.  相似文献   

8.
渤海海冰季节演变的数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
MM5数值产品作为大气强迫,利用冰-海洋耦合模式模拟2003~2004冬季渤海海冰演变过程。与海冰遥感、海洋站监测资料等实测资料相比,初冰日和终冰日和观测数据比较接近,模拟海冰各个发展阶段主要分布特征和MODIS遥感图像相似,但模拟的海冰厚度与辽东湾93平台、202平台的冰厚观测数据相比存在较大出入,说明该模型还有待改善。总体上看,冰-海洋耦合模式基本具备模拟渤海海冰季节演变过程的能力。  相似文献   

9.
渤海海冰的数值试验   总被引:14,自引:8,他引:14  
本文建立了渤海海冰生消过程的模式,该模式除含有一般常用的海冰热力—动力学过程外,增加了海冰漂到暖水中的融解过程,为了探讨渤海海冰生消过程的机制,用该模式进行了一系列数值试验,具体内容为:1.在模式结构不变情况下各别地变化与海冰生消有关的某些海洋、气象等因子;2.在海洋、气象等因子不变的情况下改变模式结构,分为考虑海冰的单纯的热力学生消过程和不考虑海冰漂到暖水中的融解过程这两种情况。试验的主要结果表明,在计算渤海那样不完全封冻海区的海冰生消时,必须考虑海冰漂到暖水中的融解过程。  相似文献   

10.
普里兹湾海冰季节性变化的高分辨率数值模拟   总被引:1,自引:1,他引:0  
李群  吴辉碇  张璐 《海洋学报》2011,33(5):32-38
普里兹湾海冰以一年冰为主,海冰覆盖存在较大的季节性变化.海冰的分布及其季节性变化主要受当地大气环流及海流的影响.基于一个海洋-海冰耦和模式,模拟研究了该海区海冰的季节性变化特征.海洋模式基于MIT环流模式(MITgcm),海冰动力学模式参考Hibler类型的VP模型,热力学过程取自Winton三层模型.模式区域覆盖整个...  相似文献   

11.
辽东湾冰季太阳辐射分析   总被引:12,自引:1,他引:11  
利用渤海辽东湾JZ20-2石油平台上的气象和海冰观测数据,研究了冰季大气层和云层对太阳辐射的影响,结果表明,辽东湾冰季大气光学可取为0.83,碧空、少云、多云阴天、雾天和雨雪等不同天气条件下的云量系数可分别取为0、3、6、8、9和10。分析了冰水混合情况下海面对太阳辐射的反射情况;讨论了太阳辐射对冰面长波辐射和对流传热的影响。利用冰面太阳辐射的实测值和计算结果,对整个冰季内太阳辐射的规律进行了分析  相似文献   

12.
13.
《Ocean Modelling》2002,4(2):137-172
A new sea ice model, GELATO, was developed at Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) and coupled with OPA global ocean model. The sea ice model includes elastic–viscous–plastic rheology, redistribution of ice floes of different thicknesses, and it also takes into account leads, snow cover and snow ice formation. Climatologies of atmospheric surface parameters are used to perform a 20-year global ocean–sea ice simulation, in order to compute surface heat fluxes from diagnosed sea ice or ocean surface temperature. A surface salinity restoring term is applied only to ocean grid cells with no sea ice to avoid significant surface salinity drifts, but no correction of sea surface temperature is introduced. In the Arctic the use of an ocean model substantially improves the representation of sea ice, and particularly of the ice edge in all seasons, as advection of heat and salt can be more accurately accounted for than in the case of, for example, a sea ice–ocean mixed layer model. In contrast, in the Antarctic, a region where ocean convective processes bear a much stronger influence in shaping sea ice characteristics, a better representation of convection and probably of sea ice (for example, of frazil sea ice, brine rejection) would be needed to improve the simulation of the annual cycle of the sea ice cover. The effect of the inclusion of several ice categories in the sea ice model is assessed by running a sensitivity experiment in which only one category of sea ice is considered, along with leads. In the Arctic, such an experiment clearly shows that a multicategory sea ice model better captures the position of the sea ice edge and yields much more realistic sea ice concentrations in most of the region, which is in agreement with results from Bitz et al. [J. Geophys. Res. 106 (C2) (2001) 2441–2463].  相似文献   

14.
通过谐波分析的方法,对东亚31个冬季(1980—2010年)的气温提取年际变化分量(周期小于8a部分)进行EOF分析。结果发现:在年际变化的时间尺度上,东亚冬季气温表现为高纬模态和低纬模态2个主要模态,它们一起可以解释总方差73%的变化。进一步分析表明,在年际变化尺度上,与气温变化的高纬模态相联系的大气环流表现为显著的北极涛动(AO)负位相分布,海平面气压场上西伯利亚高压和阿留申低压北移,对流层中层东亚大槽西移,高层西风急流向西北方向移动;副热带北太平洋和阿拉斯加湾的海表面温度(SST)变化呈偶极子振荡分布,这种准两年的周期振荡对这一模态的出现有一定的预示意义。而与气温变化的低纬模态相联系的大气环流表现为类AO正位相分布,与之相关的西伯利亚高压和阿留申低压南移,对流层中层东亚大槽东移,高层的西风急流则是向东南方向移动;赤道东太平洋的SST异常可能对这一模态的形成有一定的作用,而东亚近海的SST则更多是被动地改变。此外,海冰异常变化与东亚冬季气温变化的联系主要体现在:在前夏和前秋,东西伯利亚海-波弗特海海冰异常减少(增加)对应着随后东亚冬季气温变化的高纬模态(低纬模态),而冬季东亚气温变化的高纬模态(低纬模态)又与后期春季北极东半球的海冰异常增加(减少)具有较好的相关性,此外白令海和鄂霍次克海的海冰异常变化是伴随东亚冬季气温变化产生的。  相似文献   

15.
北冰洋中心区海冰漂流与大气过程   总被引:3,自引:3,他引:0  
利用北冰洋中心区漂流自动气象站(DAWS)2012年9月—2013年2月的观测数据,分析了北极点周围海冰漂流轨迹和速度及相关大气过程。结果显示,北冰洋中心区海冰具有不稳定漂流过程。2012年9月1日—2013年1月6日,DAWS所在海冰从西向西北方向漂流,2013年1月6日以后稳定地向东南方向漂流,平均移速为0.06m/s,最大达到0.4m/s。海冰漂流方向的突变和加速与穿极气旋和急流的影响有关。净辐射常出现短期突变过程,导致海冰从大气吸收能量,减缓了海冰的辐射冷却。爆发性增温过程的最大幅度达到30℃,是由强穿极气旋和伴随的暖湿气流向北极中心区输送引起,这种现象在中低纬度十分罕见。增温过程的作用是高空大气向冰面输送热量,导致海冰破裂,海冰硬度的脆变,减缓海冰厚度的增长,这种过程可能是北极海冰面积和厚度减少重要过程。  相似文献   

16.
1Introduction Seaiceplaysanimportantroleinmoderating heatandmoistureexchangesbetweentheatmosphere andtheoceanathighlatitudes.Seaicealsointeracts withthebroaderclimatesystembythepositiveice albedofeedback(Curryetal.,1995),whichamplifies projectedclimatewarmingatthehighlatitudes,andby theoceanicfeedbackinvolvingicegrowthandmelt, whichinfluencesglobalthermohalinecirculation(i.e., theNorthAtlanticDeepWaterandtheAntarcticBot- tomWater)(Walsh,1983;Barryetal.,1993). Recently,theimplementationofas…  相似文献   

17.
The Arctic Oscillation (AO) has important effects on the sea ice change in terms of the dynamic and thermodynamic processes. However, while the dynamic processes of AO have been widely explored, the thermodynamic processes of AO need to be further discussed. In this paper, we use the fifth state-of-the-art reanalysis at European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ERA5) from 1979 to 2020 to investigate the relationship between AO and the surface springtime longwave (LW) cloud radiative forcing (CRF), summertime shortwave (SW) CRF in the Arctic region (65°?90°N). In addition, the contribution of CRF induced by AO to the sea ice change is also discussed. Results indicate that the positive (negative) anomalies of springtime LW CRF and summertime SW CRF are generally detected over the Arctic Ocean during the enhanced positive (negative) AO phase in spring and summer, respectively. Meanwhile, while the LW (SW) CRF generally has a positive correlation with AO index (AOI) in spring (summer) over the entire Arctic Ocean, this correlation is statistically significant over 70°?85°N and 120°W?90°E (i.e., region of interest (ROI)) in both seasons. Moreover, the response of CRF to the atmospheric conditions varies in spring and summer. We also find that the positive springtime (summertime) AOI tends to decrease (increase) the sea ice in September, and this phenomenon is especially prominent over the ROI. The sensitivity study among sea ice extent, CRF and AOI further reveals that decreases (increases) in September sea ice over the ROI are partly attributed to the springtime LW (summertime SW) CRF during the positive AOI. The present study provides a new pattern of AO affecting sea ice change via cloud radiative effects, which might benefit the sea ice forecast improvement.  相似文献   

18.
New dynamics parameterizations in Version 5 of the Los Alamos Sea Ice Model, CICE, feature an anisotropic rheology and variable drag coefficients. This study investigates their effect on Arctic sea ice volume and age simulations, along with the effects of several pre-existing model options: a parameter that represents the mean cumulative area of ice participating in ridging, the resolution of the ice thickness distribution, and the resolution of the vertical temperature and salinity profiles.By increasing shear stress between floes, the anisotropic rheology slows the ice motion, producing a thicker, older ice pack. The inclusion of variable drag coefficients, which depend on modeled roughness elements such as deformed ice and melt pond edges, leads to thinner ice and a more realistic simulation of sea ice age. Several feedback processes act to enhance differences among the runs. Notably, if less open water is produced mechanically through ice deformational processes, the simulated ice thins relative to runs with more mechanically produced open water. Thermodynamic processes can have opposing effects on ice age and volume; for instance, growth of new ice increases the volume while decreasing the age of the pack. Therefore, age data provides additional information useful for differentiating among process parameterization effects and sensitivities to other model parameters.Resolution of thicker ice types is crucial for proper modeling of sea ice volume, because the volume of ice in the thicker ice categories determines the total ice volume. Model thickness categories tend to focus resolution for thinner ice; this paper demonstrates that 5 ice thickness categories are not enough to accurately resolve the ice thickness distribution for simulations of ice volume.  相似文献   

19.
由于经验和技术缺失,我国冰区滨海核电站的冷源取水安全受到海冰的威胁。数值模拟预警是建立和完善核电冷源取水安全保障系的关键部分。本文以辽东湾东岸的红沿河核电站为例,介绍了 3 种主要的核电冷源安全海冰致险模式,给出了 不同致险模式的数值模拟预警流程,并对数值模拟范围的选取进行重点阐述。结果表明,满足 24 h 预警需求的海冰数值模拟范围面积在数百甚至数千平方公里以上,较大的模拟范围与高网格分辨率对运算能力提出了较高的要求,是目前该数值模拟预警需要解决的突出问题。  相似文献   

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