南海西北陆架海域对台风过程的滞后响应研究

发布时间：2020-04-07 04:18

【摘要】：台风是一个剧烈的海气相互作用过程。台风过境引会起陆架海水文动力环境的显著变化,对海洋初级生产力、渔业养殖以及沿岸经济等产生重大影响。南海西北陆架海域是台风频繁过境区,也是我国重要的海水养殖和军事基地。认识和探究南海西北陆架海域对台风过程的响应规律和机制,具有重要的科学意义和应用价值。本文利用多源卫星遥感资料和再分析数据,分析了南海西北陆架海上层水体海表温度SST对2015年10月超强台风“彩虹”的滞后响应特征与机制。时间序列分析发现,台风“彩虹”过境后,南海西北陆架海域SST变化出现了长时间的、两次的异常降温现象。第一次降温自台风过境的10月3日起,至10月7日,最大降温 2℃。经过3 d的回暖调整期,研究区出现SST二次降温,降温时间为10月10日至15日,最大降温 4℃。南海西北陆架海区两次降温的时空特征与影响机制各不相同。超强台风“彩虹”2015年10月3日过境南海西北陆架海域,并于10月4日从湛江登陆。第一次降温在“彩虹”过境后立即发生,持续4天,在台风登陆后4天降幅达到最大,且最大降幅出现在台风“彩虹”路径的右侧,这与台风过境后常见的冷迹类似。一次降温过程先后形成3个降温中心,分别为珠江口附近海域、珠江口外海200 m等深线附近以及阳江至东海岛之间的沿岸区域,三个区域最大降温均达到-2℃。对台风路径两侧从近岸、陆架到深水的六个区域对比分析发现,近岸SST降温幅度明显大于陆架和深水区,而陆架和深水区的SST回暖速率大于近岸海域。近岸区域台风路径两侧最大降温同步,而陆架和深海区左侧最大降温出现时间早于右侧。10月10日研究区SST出现第二次降温,此时台风已过境7天。二次降温持续降温5天,于10月15日达到最大降幅,此时已是台风登陆的第12天。二次降温的幅度、降温速率以及降温区域面积均强于第一次降温。此次异常二次降温明显不同于与以往报道的台风过境后的常见冷迹现象。对海表风场、降水、2 m处气温、SSHA以及海面流场等影响海面热通量因素的分析发现:台风“彩虹”登陆后的气温下降是影响二次降温的主要因素。SST二次降温前,来自北方的冷空气由中国大陆向东南近海扩展,使华南沿岸和南海北部气温剧烈下降。10月11日研究海区气温达到最大降幅 9℃,4天后,SST二次降温达到最大降幅。二次降温SST变化与气温下降的滞后相关系数达0.75。二次降温中的海面热通量变化与气温变化一致,总热通量损失为 8×106 J/m2,可引起海表0.5m水体降温 3.9℃,与二次降温最大降温幅度一致。对二次降温和冷空气形成机制进一步分析发现,台风“彩虹”登陆湛江后继续西北方向前行,于10月5日达到云贵高原一带,并于北边的西风带锋面相遇。台风低压及正涡度对锋面的扰动增强了其不稳定性,诱发出经向空气运动,从而使得青藏高原的冷空气以下山冷风形式南下,途径云贵通道,入侵南海北部。正是登陆台风与大气环流相互作用诱发的下山冷急流,使得台风过境后陆架海区SST出现了异常的二次降温过程。历史统计发现,秋冬台风易引起陆架海的二次降温响应,最大降温幅度超过 5℃。本文发现的SST二次降温现象以及台风诱导下山冷急流为陆架海对台风的滞后响应提供了新机制,也为台风登陆后天气预报预测提供了参考思路。
【图文】：

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广东海洋大学硕士学位论文2.2 研究台风和研究区域本文选取南海西北部陆架海域 18 23 N，109 115 E 范围作为研究海区。其中，50 m 以浅的海域称为近岸海域，50 m 到 200 m 之间的海域称为陆架海域，200 m 以深则为深水区。2015 年 10 月 2 日 02 时，台风“彩虹”在菲律宾群岛的东部太平洋海域生成。西北方向移动进入南海后强度不断加强，2 日 20 时变为强热带风暴，3日 14 时进入本文研究海域，如图 2-1 所示。 3 日 18 时加强为强台风，此时最大风速达到 48 m/s，7 级风圈半径达到 100 km，其范围几乎覆盖南海西北部近岸海域和陆架海域。在研究区域停留 1 d 后，4 日 14 时登陆广东湛江，，风圈半径有所减小，但最大风速达到最大 57 m/s。4 日 18 时后减弱为强热带风暴，移动速度加快，并且西北方向深入内陆。5 日 15 时，台风“彩虹”强度减弱为热带风暴。

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13图 3-2 台风“彩虹”过境后南海西北陆架海的 SST 异常时间序列图和海表风场变化黑色直线为台风路径，黑色等值线为 200 m 等深线，红框 A、B、C 分别是湛江近岸、阳江近岸和珠江口近岸Fig.3-2 Time series images of ΔSST and sea surface wind in the northwestern SCS after thetyphoon Mujigea (2015) passageBlack lines represent the typhoon track. Black contours are isobaths of 200 m. Red boxes A, B and C are three offshotest stations near Zhanjiang, Yangjiang and Peal River Estuary, respectively
【学位授予单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P732.3

【参考文献】