پیشینه و اهداف: اقیانوس‌های منجمد شمالی و جنوبی در چرخه ترموهالاین و تعادل گرمایی کره زمین نقش به‌سزایی بازی می‌کنند. به دلیل نقش بسیار مهم پوشش یخ‌های قطبی و کاهش قابل توجه یخ‌ها در دو اقیانوس منجمد شمالی و جنوبی، اثرات ناشی از تغییر اقلیم و گرمایش جهانی با شدت بیشتری در این مناطق دیده می‌‎شود. کاهش ضخامت و فشردگی یخ‌ها باعث قرار گرفتن سطح آب در معرض نور مستقیم خورشید شده و دمای سطح آب را افزایش داده است. این افزایش خود باعث تشدید روند ذوب یخ‌های قطبی در سال‌های اخیر شده است. اقیانوس خالی از یخ در معرض مستقیم باد و طوفان‌های رایج قطبی قرار گرفته و نه تنها ستون آب را دچار تغییرات شدیدی کرده است بلکه منجر به تشدید هرچه بیشتر ذوب یخ‌های سطحی شده است. از طرفی از آنجا که لایه سطحی اقیانوسی رابط میان جو و بخش عمیق اقیانوس است، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مطالعه تغییرات ماهیانه عمق لایه آمیخته در خلیج فرانکلین واقع در اقیانوس منجمد شمالی مورد بررسی قرار گرفته است.
روش‌ها‌: داده‌های استفاده شده در تحقیق حاضر بخشی از داده‌های به دست آمده در جریان گشت تحقیقاتی بین‌المللی CASES که در فاصله زمانی سپتامبر 2003 تا اوت 2004 به منظور بررسی تبعات اکولوژیک ناشی از تغییرات پوشش سطحی یخ انجام شد، هستند. داده‌های استفاده شده در این تحقیق شامل اندازه‌گیری‌های دو بار در روز در ایستگاهی ثابت در خلیج فرانکلین از اواخر دسامبر تا اوایل ماه ژوئن می‌باشند. در این مطالعه عمق لایه آمیخته بر پایه چگالی با استفاده از روش آستانه و با مقادیر آستانه 05/0، 2/0، 4/0 و 1 ^3-kg.m تخمین زده شده‌اند. به منظور سنجش میزان نزدیکی عمق‌های تخمین زده شده با عمق‌های درست، با استفاده از شاخص‌های آماری این دو عمق با یکدیگر مقایسه شدند. پس از انتخاب بهترین مقدار آستانه بر اساس شاخص‌های آماری، خصوصیات لایه آمیخته اعم از دما، شوری، چگالی و عمق آن به صورت ماهانه و فصلی مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج تحقیق نشان داد برای تخمین عمق لایه آمیخته در منطقه مورد مطالعه مناسب‌ترین مقدار آستانه 4/0 ^3-kg.m است. یافته‌‌ها نشان داد در خلیج فرانکلین عمق لایه آمیخته و خصوصیات آن، ماهانه به سرعت تغییر می‌کند که این تغییرات تحت تاثیر تغییرات جوی و شدت و جهت باد است. عمق لایه آمیخته از آغاز اندازه‌گیری‌‌ها شروع به افزایش کرده تا در ماه آوریل به بیشینه مقدار خود رسید و پس از آن کاهش یافت. از طرفی دما، شوری و چگالی لایه آمیخته نیز از اواخر پاییز به ترتیب شروع به کاهش، افزایش و افزایش کرد و پس از رسیدن به کمینه، بیشینه و بیشینه مقدار خود در ماه آوریل، شروع به افزایش، کاهش و کاهش کرد. دمای لایه آمیخته در فصول مختلف در زمستان و بهار نزدیک به نقطه انجماد و در فصل بهار سردتر از زمستان بود. دامنه تغییرات شوری در فصل زمستان نسبت به فصل بهار بالاتر و در کل شوری در فصل بهار بالاتر از زمستان بود. علاوه بر این بررسی شدت و جهت باد در این منطقه نشان داد، وزش بادهای غالب شرقی در فاصله زمانی 1‌2 تا 20 دسامبر 2003 باعث وقوع فراجوشی در لبه یخ‌های چسبیده به ساحل در خلیج فرانکلین شده است. پدیده فراجوشی باعث بالا آمدن آب‌های نسبتاً گرم و شور به سطح آب شده و لایه آمیخته در این بازه زمانی از بین رفت.
نتیجه‌گیری: در منطقه مورد مطالعه عمق لایه آمیخته اقیانوسی به عوامل مختلفی از جمله دمای هوا، ذوب و شکل‌گیری یخ، شدت و جهت وزش باد و همچنین فرآیندهای اقیانوسی از جمله فراجوشی بستگی دارد. با سرد شدن هوا یخ شروع به شکل‌گیری کرده و پدیده انجماد نیز باعث پس زدگی یخ از آب می‌شود. افزایش شوری در سطح آب نیز باعث افزایش چگالی لایه سطحی و همرفت در سراسر فصل سرما و همچنین افزایش عمق لایه آمیخته می‌شود. پس از اینکه عمق لایه آمیخته در اوایل آوریل به بیشینه مقدار خود می‌رسد، گرم شدن هوا باعث ذوب یخ می‌شود. ذوب یخ منجر به افزایش آب شیرین در سطح و به دنبال آن افزایش لایه بندی سطح آب شده و عمق لایه آمیخته کاهش می‌یابد.