北欧海中尺度涡旋和极地低压的统计特征及其响应关系研究

发布时间：2018-01-12 21:12

本文关键词：北欧海中尺度涡旋和极地低压的统计特征及其响应关系研究　出处：《上海海洋大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：北欧海是北大西洋和北冰洋之间的过渡区域,是驱动全球海洋热盐环流的重要海区之一,也是北大西洋深层水的重要形成区域之一,在全球气候变化研究中一直处于重要的地位。该海域的中尺度涡旋和极地低压运动对局地环流及北极气候变化均具有重要的影响,而目前人们对于其时空分布和运动特征的系统认识仍存在许多不足。本文借助于高分辨率卫星高度计及海平面气压数据,在验证中尺度涡旋及极地低压判定方法的基础上,对北欧海域2000-2014年的中尺度涡旋和极地低压进行了全面统计,并系统分析了其数量的多少、空间分布、生命周期、半径范围和运移路径及速度、涡动能等各项基本特征,进而对该海域中尺度涡旋和极地低压的响应关系进行了初步探讨。首先,参考Nencioli等的涡旋判定法则,结合北欧海涡旋变化的特征,确定了相关判定参数,并借助于北欧海域2000-2014年卫星高度计反演的地转流异常数据(UV),共探测到生命周期4周(包括4周)以上的气旋涡1129个,反气旋涡1267个,其中生命周期10周(包括10周)以上的涡旋数量占总体数量的5.8%,且春季和夏季涡旋的数量较多,秋季和冬季较少。这些中尺度涡旋的半径范围大多在30km左右,多数以片状形式分布在0°经线以东的暖流区域,少数以带状形式分布在0°经线以西的寒流区域,且受大尺度环流影响,该海域的涡旋主要在挪威沿岸一带活动,大多数涡旋移动速度约为5cm/s,有些沿岸海域的涡旋受地形的影响,甚至呈原地旋转的运动状态。其次,基于Zahn等的低压判定方法,结合平均海平面气压数据以及水深和地形数据统计得到的北欧海域极地低压的各项基本特征显示:2000-2014年,北欧海域共存在极地低压140个,生命周期在1-3天的极地低压约占总低压数量的89%。极地低压多发季为每年的11-3月,移动距离大多在500-750km左右,移动速度均较小。受挪威大西洋暖流及其分支和来自北极的冷空气的影响,该海域极地低压主要集中分布在罗佛敦海盆附近。由北向南移动的低压主要受来自北极地区的冷空气影响,集中分布在0°经线以东区域。大部分极地低压均产生于冰岛东北部及罗佛敦海盆附近,而消亡于挪威沿岸及其西北部。最后,通过分析2000-2014年北欧海域上层环流特征,得到该海域极地低压引起的风场主要呈气旋式风场,由风应力引起的海水通量变化主要表现为寒流的南向输送和暖流的北向输送,其中北向暖流输送量最大可达5Sv,而南向寒流输送量最大可达25Sv。结合北大西洋涛动指数可以看出,中尺度涡旋的活动和挪威大西洋暖流的北向输送同时受北大西洋涛动和极地低压的影响,相比较而言,该海域涡动能高值区的涡旋活动受极地低压的影响更明显。研究结果表明,本文参照前人方法探测和识别得到的北欧海域中尺度涡旋和极地低压的统计结果是可靠的、可信的。这些基本特征及其响应关系的分析,对人们系统了解该海域中尺度涡和极地低压的数量、分布、强度、大小、速度、轨迹等活动状况,以及深入研究高纬度水汽和热量输送和应对极端天气和气候变化等方面均具有重要的借鉴意义。
[Abstract]:The northern European sea is a transitional area between the North Atlantic and the Arctic Ocean . It is one of the most important sea areas driving the global ocean hot salt circulation , and it is one of the important areas of deep water in the North Atlantic . The results show that the statistical results of mesoscale vortex and polar low pressure in the northern European sea area are reliable and credible . The results show that the statistical results of mesoscale vortex and polar low pressure in the sea area are reliable and credible .

【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P731.2;P732

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