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北极海冰耦合传热及其影响机理研究开题报告

 2021-03-10 11:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1目的及意义

近年来,全球气候持续变暖的趋势有增无减,对北极产生了很大影响—北极海冰覆盖的范围日益减小,导致北极地区出现了“北极放大”现象,也就是北极地区气候变化是全球平均水平2倍的现象。而在“北极放大”现象中最主要的因素就是北极内部发生的系列反馈作用,不仅导致北极的气候变化,而且影响着全球气候变化。研究发现,影响最大的因素就是北极的海—冰—气三者之间的相互作用,相互影响,三者之间发生着十分复杂的热力学过程和动力学过程,在北极地区建立了相对稳定的系统。

北极地区海冰的存在,会对海洋与大气之间的热量交换产生严重影响,从而影响极地气候系统稳定性。因此,争对如今日趋恶化的全球气候变暖问题,对北极海冰耦合传热及其影响机理的研究刻不容缓。要从近些年来北极地区海冰结构变化入手,在充分考虑融化,积雪以及海冰漂移等情况下,对海冰的热力学过程和动力学过程进行研究,通过系列建模仿真,得到海冰耦合传热机理,从而了解它对北极地区气候变化的调控作用实现过程,以期能对改善全球气候变化有所贡献。

1.2国内外研究现状:

二十世纪以来,世界上很多国家都相继地进行了海冰的观测研宄和预报工作,发布了有关地区的海冰冰情预报和冰山险情。目前,利用飞机、船舶、岸站、浮冰漂流站、卫星及雷达等多种方式和途经对海冰及冰山进行观测研宄,并利用气象学、数理统计和动力学数值方法发布海冰的长、中、短期预报。国内外的极地科学工作者相继地发展和改进了各种海冰热力学、动力学模式和数值模拟的方法,为研宄海冰在极地及全球气候环境变化中的作用作出了重大的贡献。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

本项目以极地海冰为对象开展研究,核心内容是研究北极海冰耦合传热及其影响机理的科学问题。具体主要内容如下:

(1)结合热传导、热对流与热辐射三种传热形式,建立海冰耦合传热模型,并结合试验条件进行有关验证。

(2)研究各种海冰微结构在不同低温下的响应,对海冰的微结构进行取样观测,分析纯冰晶体、卤水泡、固体盐、空气泡和含海藻等微结构对传热的影响,建立海冰微结构的三维模型,深入研究其影响热量传递的机理。

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3. 研究计划与安排

第1—3 周: 英文翻译,完成开题报告和文献综述;

第4—10 周:毕业论文进入实质设计阶段;

第11—12周:撰写毕业设计论文;

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4. 参考文献(12篇以上)

【1】morison,j.h,m.g.mcphee,t.b.curtin,and c.a.paulson.the oceanography of winter leads.j.geophys.res,1992,97:11,199—11,218

【2】alam,a,j.curry.lead-induced atmospheric circulations.j.geophys.res.,1995,100:

3651-4643

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