基于SPH方法的渤海海冰动力学数值模拟

简要介绍了光滑质点流体动力学 (smoothed particle hydrodynamics,简称SPH) 方法的基本原理,并将此方法应用到渤海海冰动力学数值模拟中. 在对海冰动力学方程和粘弹塑性本构方程进行SPH处理的基础上,对渤海海冰的动力演化过程进行了48 h的数值模拟,得到了海冰厚度、密集度、速度和主应力的演化过程及分布规律,同时对模拟的海冰厚度等值线分布与卫星遥感图像进行了对比分析. 数值模拟结果表明,SPH能够精确地模拟海冰分布规律以及冰缘线的位置,具有很高的计算精度和稳定性,是一种有效的海冰动力学数值模拟方法.     

轨道驱动对高低纬水循环的影响特征:海冰和降水

轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内部过程和反馈机制,有望对现代海冰和降水变化的理解及其未来趋势预测提供长尺度的背景参考.最新研究结果表明,在轨道尺度上北半球海冰对太阳辐射的变化更敏感,而南半球海冰对温室气体的变化更敏感.就轨道三要素而言,北半球海冰主要受岁差控制,而南半球海冰主要受斜率控制.岁差、斜率和CO₂在全球不同区域降水中的相对重要性随时间和空间不同而发生变化.受赤道最大太阳辐射影响,热带降水中还含有明显的半岁差信号.此外,缓慢的轨道尺度太阳辐射变化可以通过影响北极海冰变化来引起大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation, AMOC)百年-千年尺度的突变,从而引起全球温度和降水随之发生改变.在东亚季风区,中国南方夏季降水受冰盖影响显著,冰盖主要通过影响热带辐合带(inter-tropical convergenc...     

南极海冰对西北太平洋副热带高压的影响及其海洋大气环流背景

极地冰雪覆盖对大范围地区天气气候的影响早巳被气象气候学界公认,但在气象卫星观测提供了可靠的南极冰雪资料以后,才可能深入揭示这种影响。本文分析西北太平洋副热带高压活动与南极海冰的关系,得出一些对长期天气预报有意义的结果。     

火星表面真的有冰

美国宇航局2008年6月20日宣布，“凤凰号”火星登陆器在登陆前和登陆后对同一区域拍摄的照片证明，火星上确实存在冰。在拍摄于6月15日的左图中，在左下角的“雪白沟”中明显可见硬币大小的明亮屑状物。而在6月19日拍摄的右图中，这些明亮物质却消失了。科学家们确信，这些明亮物质正是冰，但是在“凤凰号”的机械臂对这些物质进行挖掘后，冰蒸发掉了。“凤凰号”当时一直在探测火星北极地区是否存在冰。     

南北极为什么不地震

科学家们认为:南北极地区巨大的冰层是造成南极大陆和北极的格陵兰岛内陆地区没有发生任何地震的主要原因。南北极地区,终年被冰雪覆盖,冰层极厚。据测算,冰层达到了这些地区总面积的80%￣90%。厚大的冰层对底部产生巨大的压力,使底部几乎处于一种"熔融"状态。     

北极巨变

积冰消融、冰架坍塌、湖泊消失……北极正在发生巨变。毋庸置疑,全球变暖已经影响到了北极。那么,北极的变化会给人类和其他生物带来什么样的影响呢?     

Relationship between Arctic Oscillation and Pacific Decadal Oscillation on decadal timescale

The Pacific Decadal Oscillation (PDO) is one of the main modes to describe the climate variability in the North Pacific (NP)[1-5]. Recent studies showed that PDO is related to winter surface air temperature and precipitation over North America[3,6], the c…     

极区（卫星）遥感—第1卷：大气与海洋

本书两位作者均为博士和极区考察能手，前者曾经历三次南极和二次北极考查，后者经历九次南极和三次北极海冰研究。本书第一卷集中于大气层和海冰，第二卷将涉及海洋学的物理和生物两个方面。本书集中报道极区卫星遥感测量及其地球物理成果，与全球气候变化及生态变化密切相关。     

冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系

利用1957-2001年冬季的北极海冰资料、中国160站气温资料以及NCEP再分析的大气环流资料分析了冬季北极海冰面积异常与中国气温变化之间的年际关系.过去44年来,北极海冰面积总体上具有减小趋势(鄂霍次克海是例外,那里海冰面积有增加趋势),相应地北极涛动趋于增强,我国大部分地区趋于增暖.叠加这种趋势变化之上的是年际变化.在年际时间尺度上,冬季海冰变化的主要空间型表现为格陵兰海和白令海的海冰异常总是和鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常符号相反,并且与500 hPa高度场上的EU和WP型遥相关对应.当冬季格陵兰海和白令海的海冰异常偏少,而鄂霍次克海、巴伦支海东部、喀拉海(新地岛附近)以及哈得孙湾的海冰异常偏多时,西伯利亚高压和阿留申低压都偏弱,冬季风减弱,东亚西风增强,我国冬季大部分地区温度升高;反之亦然.