海冰对海浪影响研究综述
管长龙1,2,李静凯2,刘庆翔1
( 1. 中国海洋大学 海洋与大气学院,山东 青岛 266100;
2. 中国海洋大学 物理海洋教育部重点实验室,山东 青岛 266100)
论文简介:
受全球气候变化的影响,北极海冰在过去的几十年里经历了快速的减少,为海浪的成长提供了更加充分的风区条件,使得海浪成为北极环境变化中新的、不可忽视的物理过程,其对于海冰形状与分布的变化,海洋-大气间热量和动量的交换乃至上层海洋结构都有着不可忽视的影响。
虽然海浪作为一种小尺度运动,其运动规律是具有普适性的,但是却不能将过去适用于开放海域的海浪研究理论直接应用于存在海冰的海域,这是因为必须考虑海浪与海冰相互作用的物理过程,特别是在海冰边缘区(连续冰区与开阔水域交界的区域),海冰形态复杂多样,二者间的相互作用十分复杂。因此,海冰对海浪的影响已成为海浪研究中一个新的焦点。
本文是我刊特约综述文章。文章从物理海洋学的角度出发总结了目前国际上海冰对海浪作用主要的理论、观测和数值模拟研究进展,评述了相应的研究结论与成果,并且探讨了未来开展有冰海域海浪数值模拟与业务化预报所面临的主要问题。本文是该研究领域国内少有的综述性文章,推荐有兴趣的读者阅读。
作者简介:
管长龙,男,1963年3月出生,1984年7月获吉林大学物理专业理学学士学位,1987年7月获吉林大学理论物理专业理学硕士学位,1992年7月获青岛海洋大学物理海洋专业理学博士学位。现为中国海洋大学二级教授,博士生导师,海洋与大气学院名誉院长。现兼任《中国海洋大学学报》(中英文版)编委、《海洋预报》编委、中国海洋工程学会理事、中国海洋学会海洋减灾科学技术分会副会长、教育部高等学校海洋科学类专业教学指导委员会秘书长、中国大百科全书(第三版)海洋卷常务副主编。从事海浪与小尺度海气相互作用研究。已主持完成30多项国家级和省部级科研项目。在国内外学术刊物上发表学术论文100余篇。2001年获中国高校自然科学一等奖(第二完成人);2015年获海洋科学技术一等奖(第三完成人);2022年获山东省第九届教学成果一等奖(第一完成人)。
论文摘要:
受全球气候变化的影响,极区海浪尤其是北极海浪在过去几十年发生了显著的变化,使得海冰边缘区海冰与海浪的相互作用愈发显著。本文从物理海洋学的角度出发,较系统地总结了海冰对海浪作用研究的国内外现状,从理论和实测的角度分别探讨了海冰对海浪能量的耗散及其引起的波动频散关系的变化,同时分析了当前海冰覆盖海域海浪的数值模拟与现场观测研究,指出了未来开展有冰海域海浪数值模拟与预报所面临的主要问题,并对该方向今后的研究做出展望。总体来看,尽管海冰对海浪作用的机理复杂且与海冰类型高度相关,但是海冰对海浪能量的衰减与传播距离基本呈指数关系,并且海冰会一定程度上影响海浪的传播速度。未来依然需要更多不同海冰类型下海浪的观测数据以开展进一步的机理分析、模型检验和参数校准,进而实现高精度的业务化预报。
关键词:海冰对海浪的作用;海浪能量衰减;波动频散关系;海冰波浪模型;冰区海浪数值模拟;冰区海浪观测
引用格式:管长龙, 李静凯, 刘庆翔. 海冰对海浪影响研究综述[J]. 海洋科学进展, 2022, 40(4):594-604. GUAN C L, LI J K, LIU Q X. A review on the effect of sea ice on ocean waves[J]. Advances in Marine Science, 2022, 40(4):594-604.