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모델 개요

해빙 모델

해빙 동역학
해빙 열역학

W는 그림에서 볼 수 있듯이 해빙이 형성되거나 녹을 확률을 나타냅니다. 2는 해빙과 눈 사이에서 열이 교환되는 장소를 정의합니다.

표준실험 결과를 검증하기 위해 HadISST 해빙 농도 데이터와 비교하였다. 실험 1의 첫 해에는 초기 해빙이 두꺼워서 재생되고 있었다. 그러나 실험이 진행되면서 해빙 두께가 감소한 것으로 확인됐다.

해빙 두께의 경우 일반적으로 겨울철 북극해에서 증가하고 카라해에서는 감소하는 경향을 보였다. 해빙 두께가 감소한 카라해에서는 해빙 농도도 감소했다. 유출량이 증가할수록 해빙에 미치는 영향이 확인됐다.

고온 저염분 수괴는 해빙이 녹을 때만 재현됐다. 두 번째 실험은 해빙 유량 계수를 다르게 하여 수행되었습니다. 첫째, 해동 중에 회복하지 못하면 해동된다.

두 번째 실험에서는 해빙의 유량계수에 대한 실험을 진행하였다. 보퍼트해의 해빙이 녹는 것이 태평양 쪽 북극해의 수질에 영향을 미치는 것으로 확인됐다.

Fig. 5 겨울철 (3 월 ), 여름철 (9 월 ) 해빙농도 (a) HadISST (b) 기준 실험

결 과

해빙농도 및 두께

수온과 염도를 비교하기 위해 기본 실험과 PHC 기후 값을 사용했습니다. 북극해 해안을 따라 육지에 다량의 담수를 공급하는 강이 있으며, 강이 유입되는 지점은 염도가 매우 낮은 패턴을 나타냅니다. 전체적으로 표준실험에서는 PHC 기후값보다 높은 염도 패턴을 보였지만 하천유입을 고려하였기 때문에 염도가 낮은 해안지역에서는 패턴이 잘 재현되었다.

낮은 염도 패턴이 나타나고 있지만 겨울(3월)에는 높은 염도가 다시 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 또한, 캐나다 군도 지역 역시 높은 염분 패턴을 보이고 있으며, 심지어 바렌츠해 연안에서도 상대적으로 높은 염분 패턴을 보이고 있다. 34psu 이상의 염도가 높은 물은 대서양부터 북극해 전체에 걸쳐 발견되는 반면, 상대적으로 염도가 낮은 물은 보퍼트해에 갇혀 있습니다.

PHC 기후 값의 500m 염분은 북극해 내부의 염분과 거의 같습니다.

Fig. 7 겨울철 (3 월 ), 여름철 (9 월 ) 수온 분포 (a) 10m (b) 50m (c) 200m (d) 500m 왼 쪽부터 기준 실험 3 월 , 9 월 , PHC 기후값 3 월 , 9 월

T-S diagram 및 수괴 비교

기후학적 PHC 값과 참고 실험 모두 계절 특성을 잘 재현했습니다. 그러나 기후학적 PHC 값과 비교하면 여름에 혼합층에 갇혀 있는 저염분 수괴의 형상이 잘 재현되지 않았으며, 캐나다 분지 지역에서는 수심 20~50m에서 고염도가 재현되었다. 또한 여름과 겨울에 수심 50~150m에서 발생하는 캐나다 분지 부근의 염층 패턴은 잘 재현되지 않았다.

실험 1

해빙 비교
T-S diagram 및 수괴 비교

표준 실험과 거의 차이가 없었습니다. 실험의 첫 5년 동안은 캐나다 분지였습니다. 이 녹은 물은 저염분의 물을 캐나다 분지에 공급하여 소금층을 깊게 했습니다.

그런 다음 모델 영역 경계의 담수 용량을 비교했습니다. 그림 18은 실험이 수행된 시간에 따른 대서양 국경의 담수 용량 변화를 보여줍니다. 담수 용량과 표준 염도를 계산하는 방정식은 그림 1에 나와 있습니다.

처음에는 실험 1의 담수 용량이 표준실험보다 크게 시뮬레이션되었으나, 실험이 진행됨에 따라 담수 용량이 감소하고, 표준실험과 실험 1의 담수 용량이 지속적으로 증가하는 것을 확인하였다. 유사한.

Fig. 13 해빙두께 변화 (a) 기준 실험 1 년 겨울철 , 여름철 , 5 년 겨울철 , 여름철 (b) 실험 1 번 1 년 겨울철 , 여름철 , 5 년 겨울철 , 여름철 (c) 기준 실험 10 년 겨울철 , 여름철 , 20 년 겨울철 , 여름철 (d) 실험 1 번 10 년 겨울철 , 여름철 , 20 년

실험 2

강 유입 조건
해빙 비교

먼저, 해빙 두께의 변화를 살펴보면, 표준실험에 비해 부분적으로 증가하거나 감소한 부분이 있었다. 감소한 면적보다 증가한 면적이 더 많았고, 유출량이 증가하면 담수가 증가해 해빙의 두께가 두꺼워졌습니다. 특히 카라해 지역은 OB강과 예니세이강이 흐르는 지역으로, 해빙보다 따뜻한 담수의 유입으로 인해 이 지역의 해빙 두께가 감소하고 있다.

표준실험과 비교하여 해빙 농도도 부분적으로 증가하거나 감소하였으며, 특히 여름(9월)에 해빙 농도의 변화가 두드러졌다. 또한, 레나강이 유입되는 라테프제 지역의 해빙 농도도 감소했습니다. 해빙의 두께와 농도의 변화로 인해 해빙 유속도 변화했습니다.

해빙 농도도 해빙 가장자리에 따라 증가하거나 감소합니다.

Fig. 20 강 유입을 고려하지 않은 실험과 강 유입을 고려한 실험 차이 (a) 해빙 두께 겨울철 (3 월 ), 여름철 (9 월 ) (b) 10m 염분 및 유속 겨울철 (3 월 ), 여름철 (9 월 )

실험 3

해빙비교

실험 3에서 담수 용량이 크게 증가한 이유는 과도한 해빙 때문이었습니다. 해빙 흐름의 반시계방향이 강화된 것도 확인됐다. 실험 3의 경우 북극해의 수괴와 함께 해빙도 영향을 받았습니다.

특히 태평양 쪽 북극해의 경우 녹은 해빙이 고온·저염분 수괴 유입의 주요 요인으로 작용한다. 먼저 실험은 해빙 아래에서 회수가 이루어진 경우와 해빙 아래에서 회수가 이루어지지 않은 경우로 나누어 실험을 진행하였다. 해빙 아래를 복원하면 높은 해빙 두께를 재현할 수 있습니다.

특히 태평양 수괴를 재현하기 위해서는 보퍼트해 지역의 해빙을 정확하게 재현하는 것이 필요하다. 아래는 해빙 농도 기준을 회수하지 않고 직접 입력한 실험입니다. 물의 질량을 재현할 수 없기 때문에 실험에 적합한 해빙 유동성 계수를 찾는 것이 필요합니다.

Fig. 26 해빙농도 겨울철 (3 월 ), 여름철 (9 월 ) (a) 실험 2 번 (b) 실험 3 번

결론