西北太平洋近惯性振荡特征的研究

发布时间：2020-06-19 01:22

【摘要】：内重力波是海洋中普遍存在的现象,发生在海洋中的层结水体中。其频率在fσN的范围内,其中f是局地科氏频率,N是浮力频率。根据内重力波的特征和形成原因,在海洋中被分为内潮、近惯性波和孤立波等。西北太平洋作为近惯性振荡的高发区域,科研意义十分重要。然而,由于缺乏观测资料,目前人们对近惯性波的传播机制,其受到背景环境的影响仍然了解很少。本文应用在西北太平洋的潜标数据以及在南海北部的着陆器数据,结合ARGO的温盐数据、卫星的海表高度计数据以及台风的气象数据,对单台风影响下的近惯性振荡信号、多台风影响的近惯性振荡信号,以及对非台风影响的近惯性振荡信号进行分析。解释了西北太平洋以及南海海域的近惯性振荡的信号特征。通过对西北太平洋三次单台风影响的近惯性振荡现象的特征进行了分析,我们发现:三次近惯性振荡的垂向群速度比前人的研究结果小,同时近惯性流具有高垂向波数的特征。经过理论推导发现,高垂向波数对应小的垂向群速度,这解释了为什么此处垂向群速度比较小。三个近惯性振荡信号发生红移现象,同时红移出现在EOF第一第二模态,第三和第四模态的分解结果却呈现出蓝移的特征。通过与非台风期间的近惯性振荡信号EOF分解结果进行对比,发现台风在此处可以激发EOF前两模态的近惯性振荡信号,三四模态的近惯性振荡信号是在台风期间增强的局地近惯性信号。对此区域六次台风影响下的近惯性振荡信号分析,发现在台风未激发近惯性振荡时,近惯性振荡生成于台风最接近潜标日期的两天之后。但是当近惯性振荡已经生成,新的台风可以在距离最近日期之前增强近惯性振荡。对比于单次台风的效应,该海域在受到多台风影响之后能量可以下传到更深的位置。对着陆器流场进行分析,发现南海具有强烈的半日分潮和全日分潮信号。此处的近惯性信号比潮汐信号小一个量级,但是存在一支传到600米水深以下的蓝移强近惯性振荡信号。该信号强度与潮信号同量级,持续时间从11月3日至16日。谱分析发现垂向流速呈现出五个不同的流核,最强流核发生在600米至650米位置。近惯性能量下传速度为67±5 m d~(-1),从600米下传到1000米的位置能量耗散18%。EOF分解结果显示,这次近惯性振荡信号开始是第一模态占主导,随后不稳定变成高阶模态。结合台风信息我们发现此次近惯性振荡信号的生成原因不是受到台风引起。卫星的海表高度异常显示此时的正涡度有利于此次近惯性振荡发生蓝移。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P731.2
【图文】：

鲇鱼,卫星观测,热带气旋,日期

而引起冷尾流，如图 1.2 显示（例如，Leipper，1967; Brand，1971; Price，1981; Bender 等., 1993; D'Asaro 等., 2007; Wu 等., 2016）。冷却的温度取决于单个热带气旋的强度和移动速度，以及上层海洋在台风来临之前的水文特征（Price，1981; Hart 等., 2007; Lin 等., 2008）。强度更强，移动更慢和纬度更高的台风通常会导致更强的 SST 异常（Lin 等., 2008; Mei and Pasquero，2013）。缓慢移动的热带气旋具有相对较长的停留时间，可以产生更强的垂向混合和上升流，并且可以从海洋到大气带来更多的的热量损失（Price, 1981;D'Asaro 等., 2014）。因此，与快速移动的热带气旋相比，缓慢移动的热带气旋倾向于引起更大的海表温度降低（Lloyd and Vecchi, 2011; Vincent 等.,2012）。在相同移动速度和强度的热带气旋影响下，海洋上层具有更厚的高温的条件，对应引起的海表温度冷却非常小（Lin 等., 2008; Vincent 等., 2012）。

惯性,频率,气旋涡,混合层模式

最小二乘结果，所显示的近惯性频率的响应。（a）近惯性气旋涡的响应。（b）近惯性波由台风 Rita 激发，与气旋涡自 Jaimes 和 Shay（2010）。 Carrier frequency of the near-inertial response inside (a) the Cna and (b) the LC bulge affected by Rita, based on least squarefrom Jaimes & Shay (2010).1984）通过钢盖混合层模式，将速度投影到垂直模。他的结果表明能量在向下传播的过程中，能量减弱近惯性振荡不同相速度的分离来实现的。正如 Gill（

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