琉球群岛东部海流的结构变化和来源分析

发布时间：2020-04-19 21:24

【摘要】：琉球海流是太平洋西边界流的重要组成部分,但因其上游观测数据的缺乏,琉球海流的起源尚未有定论。本文基于23年HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)再分析数据,重点研究了琉球海流的结构和起源以及形成机制,并对起源的变化原因进行了探讨。琉球海流具有稳定的次表层流核结构,最大流速深度约700-900米,流速大于15 cm/s,部分区域可达20 cm/s。中尺度涡对琉球海流的流速结构有很大影响,反气旋涡使流速增大,气旋涡使流速减小。琉球海流起源于黑潮东部分支(KEB)以及北太平洋副热带环流的一部分(p-NPSG),分别贡献了6.20 Sv和8.75 Sv。在流核深度区域(25.6-27.5)的上层(25.6-27.0)p-NPSG对琉球海流的形成起主要作用,占总贡献量的70.4%;在流核区域的下层(27.0-27.5)KEB的贡献量有所增加,占总贡献量的52.9%。由于宜兰海脊对次表层黑潮的阻碍作用,形成了次表层较强KEB,KEB进入琉球海流东部形成了琉球海流的次表层流核。琉球海流在沿着琉球群岛以东向北运动的过程中,P-NPSG不断汇入到琉球海流之中,其表层经琉球岛链间的小海峡进入东海,而次表层的贡献在琉球岛链的阻挡下随着琉球海流向北,从而增强了次表层流核。因此KEB形成了琉球海流次表层流核,p-NPSG则使之增强。KEB的上下层变化的机制存在明显差异。上层流量变化与中尺度涡有关:反气旋涡(气旋涡)对应上层的正(负)流量异常,但随着涡中心位置的北移,反气旋涡(气旋涡)造成上层流量负(正)异常的可能性增大。下层流量变化具有年周期,这是深层黑潮本身的变化,与中尺度涡的影响关系不大。我们用E2-E3断面流量的变化代表p-NPSG的变化,E2-E3整个深度都受到统计区域内中尺度涡的影响。在统计区域内,断面流量异常与涡旋中心位置到AD(统计区域的西南边界)的距离有关,在统计学上来看,当一个反气旋涡中心距离AD大于(小于)190 km,E2-E3的流量异常趋向于正值(负值),单个气旋涡的情况与之相反。选择区域内有偶极子涡对存在时,反气旋涡在气旋涡的东北部(西南部),流量增加(减小)。
【图文】：

示意图,西边界流,西北太平洋,示意图

对东海的海洋动力环境产生重要的影响。同时也在全球水量、热量和物质循环中起重要作用。琉球海流是一支可以与黑潮相匹敌的海流，具有重要的研究意义。图1-1. 西北太平洋西边界流示意图。红色断面表示历史观测断面，红色数字表示黑潮在该断面的历史观测流量。

分布图,分布图,水道,东海

宫古岛和石垣岛等。重要的通道有吐噶喇海峡，庆良间水道和东台湾水道，，这些水道连接着西北太平洋和东海，是东海和西北太平洋进行水交换的重要路径。图1-2. 研究区域分布图。罗马数字I-VI分别为东台湾水道、石垣岛、宫古岛、庆良间水道、冲绳群岛和奄美大岛。黑线分别表示黑潮和琉球海流的路径。Figure 1-2. Bathymetry of the study area. The Roman numerals (I-VI) indicate the position of EastTaiwan Channel (ETC), Ishigaki-jima, Miyakojima, Kerama Gap, Okinawa andAmami-shima,respectively. Black lines indicate the path of the Kuroshio and the Ryukyu Current.东台湾水道位于台湾岛和石垣岛之间，是黑潮流入东海的通道。宜兰海脊位于该水道的底部，最大水深是704米。台湾以东黑潮700米以下部分无法穿过宜兰海脊进入东海。庆良间水道是东海和西太平洋的主要深水通道，最大深度约为1800米，在东海和太平洋的水交换中有重要的作用[28]。吐噶喇海峡位于九州岛和奄美大岛之间，是黑潮流出东海的通道。除了这三个重要海峡之外，琉球群岛间还有诸多小海峡，对东海和西太的水交换有着重要影响。
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P731.21

【参考文献】