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南极海冰的消长与海平面变化及其关系研究

作　者: 王珍珍
导　师: 陈戈
学　校: 中国海洋大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 南极海冰海平面高度异常曲线拟合经验正交函数分解相关分析
分类号: P731.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

南极冰雪区是地球系统的最大冷源和全球水气环流热力发动机的主要冷极之一,是全球气候变化的关键区和敏感区。南极海冰区是南极大陆和亚南极的交界区,位于海洋上部和大气下部的交界面处;就全球来说,是一个重要的物理和生物地球化学相互作用的地区,对海洋、大气、气候环境有重要的影响。本文使用NSIDC提供的1979年1月1日至2007年12月31日的海冰密集度数据和AVISO提供的1992年12月至2008年12月的海平面高度异常数据,对数据进行预处理后运用曲线拟合的最小二乘法、经验正交函数分解等方法,系统的研究了南极地区海冰的变化和全球海平面的变化,并探讨了南极地区海冰的消长与海平面变化的相关关系。得到结论如下:1. 1979~2007年南极地区海冰面积具有十分显著的年周期变化,且具有区域性差异。南极地区海冰面积每年2月份最小,9月份最大;1979年-2007年南极整个地区海冰面积呈增长趋势,速度为1.3×104km2/yr,但并非直线上升;具体到五个海域:别林斯高晋-阿蒙森海海冰面积减小(-1.0×104km2/yr);罗斯海海冰面积增长速度最快(1.4×104 km2/y),其次是韦德尔海(0.51×104 km2/y);印度洋与太平洋海域海冰面积都是小幅度的缓慢增加,增长速度分别是0.31×104 km2/y,0.12×104 km2/y;同时南极地区海冰面积变化的周期与ENSO周期有着密切的关系。空间分布上,韦德尔海域南极半岛附近海冰的覆盖面积都呈现东多西少现象,罗斯海则趋势相反;每年的9月-次年2月的融冰过程中,韦德尔海东部60°S附近、罗斯海的罗斯冰架和南极大陆边缘海冰密集度首先降低。2. 1993~2008年全球海平面变化具有显著的季节变化,不同海域海平面变化也不同。1993年至2008年间全球和南、北半球海平面分别以每年2.921mm、3.347mm、2.33mm的速度上升。就全球海平面分布来说,太平洋海域海平面分布特点最为显著,其海域年平均海平面高度分布呈东北低,西南高分布;季节变化中10°N是赤道太平洋区域海平面分布关键的分界线,3-5月10°N两侧海平面高度值北高南低,9-11月则相反,由海平面高度纬度平均值随时间变化可得同样结论,5°S-10°N与北半球,10°N -15°N与南半球海平面变化遥相关,变化趋势一致。模态变化上,全球海平面年和季节尺度的EOF分析显示全球海平面变化厄尔尼诺区信号显著。3.海平面对南极海冰的季节性变化响应显著;南北半球平均海平面的变化、20°S-50°S区域平均海平面的变化及五海域相对应海域海平面的变化周期同南极海冰消长的周期吻合度较高。南半球中纬度地区海平面变化同南极海冰消长遥相关;南极大陆周围地区的海域海平面高度受环流等作用的影响,短期内对南极海冰的消长响应不及时;但从长期趋势来看,响应明显。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
1 引言  11-18
  1.1 研究背景及目标  11-14
  1.2 研究现状  14-18
    1.2.1 南极海冰研究现状  14-16
    1.2.2 全球海平面研究现状  16-17
    1.2.3 海冰与海平面关系研究现状  17-18
2 数据与研究方法  18-25
  2.1 数据简介  18-19
    2.1.1 海冰数据  18-19
    2.1.2 海平面高度数据  19
  2.2 数据预处理  19-20
    2.2.1 海冰覆盖面积提取  19-20
    2.2.2 海平面高度异常数据插值  20
  2.3 研究方法  20-25
    2.3.1 曲线拟合的最小二乘法  20-21
    2.3.2 模态分析的经验正交函数分解法  21-23
    2.3.3 相关分析的相关系数  23-25
3 南极地区海冰时空变化特征  25-34
  3.1 南极地区海冰面积变化  25-30
    3.1.1 南极地区月平均海冰面积变化  25-26
    3.1.2 南极地区年平均海冰面积变化  26-28
    3.1.3 南极五大海域海冰面积变化  28-30
  3.2 南极地区海冰密集度分布  30-32
  3.3 本章小结  32-34
4 全球海平面时空变化特征  34-43
  4.1 全球平均海平面变化  34-36
    4.1.1 全球及南北半球平均海平面变化趋势  34-35
    4.1.2 全球年平均海平面变化趋势分布  35-36
  4.2 全球海平面变化分布  36-39
    4.2.1 全球年平均海平面分布  36
    4.2.2 全球季节平均海平面分布  36-38
    4.2.3 全球月平均海平面经纬向分布  38-39
  4.3 全球海平面模态变化  39-41
    4.3.1 全球年平均海平面EOF 模态变化  39-41
    4.3.2 全球季节平均海平面EOF 模态变化  41
  4.4 本章小结  41-43
5 南极海冰消长与海平面变化相关关系  43-51
  5.1 南极海冰消长与海平面变化线性关系  43-47
    5.1.1 南极海冰与全球及南北半球平均海平面变化关系  43-44
    5.1.2 南极海冰消长与不同纬度海平面变化相关关系  44-46
    5.1.3 南极五大海域海冰消长与其对应海域海平面变化的关系  46-47
  5.2 2007 年南极海冰消长与南半球海平面变化相关关系  47-50
    5.2.1 2007 年12 个月南极海冰消长与南半球海平面变化的关系  47-49
    5.2.2 2007 年南极海冰消长与南半球海平面5 月与12 月变化的关系  49-50
  5.3 本章小结  50-51
6 总结及展望  51-53
  6.1 总结  51-52
  6.2 展望  52-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
个人简历  59
在学发表论文  59
在学参与项目  59

南极海冰的消长与海平面变化及其关系研究

内容摘要

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