北太平洋中尺度涡现象分析

发布时间：2020-07-29 11:20

【摘要】：本文利用海表高度异常（SSHA）闭合等值线法，对北太平洋海域（120°E～100°W，10°N～60°N）在1993年—2011年19年间产生的中尺度涡进行了识别追踪，并统计分析了该区域内中尺度涡的时空分布和运动特征。北太平洋海域每年产生约1800个中尺度涡，其中气旋涡960个，反气旋涡840个。加利福尼亚沿岸、日本沿岸、黑潮延伸体及副热带逆流区南侧等区域是涡旋产生的高发区；涡极性分布跟洋流分布相关，大约以35°N为分界线，北部副极地环流圈内反气旋涡较多，南部副热带环流圈内气旋涡较多；中尺度涡半径分布以100km左右为主，平均半径随纬度升高而减小，反气旋涡平均半径比气旋涡大5km左右；在北太平洋海域，黑潮延伸体区域的涡旋平均振幅明显高于其它海域，副热带逆流区和阿留申洋流区域次之；中尺度涡个数随生命周期的增加而急剧下降，生命周期在10周以内的涡旋占到总涡旋数目的60%，在长生命周期的涡旋中反气旋涡数量明显多于气旋涡。从平均半径、振幅、生命周期和传播距离来看，反气旋涡均大于气旋涡。长周期涡旋的平均半径和振幅比短周期涡旋大。涡旋中南北向近似静止涡旋（南北向移动距离不超过1°）、南向移动和北向移动涡旋的数目比例约为9：3：2，西向移动、东西向近似静止涡旋（东西向移动距离不超过1°）和东向移动涡旋的数目比例约为9：3：1。反气旋涡有向赤道偏移的趋势，而气旋涡则更偏向极地方向移动。中尺度涡的传播距离以300km左右为主，约50%的涡旋传播距离集中在150—550km之间。中尺度涡的产生有明显的季节变化，春季是中尺度涡产生的高发季节，而秋季产生中尺度涡最少，比春季少约20%。本文利用识别追踪出的中尺度涡，结合北太平洋区域内的Argo浮标，初步探究了该区域内中尺度涡的垂直温度结构。研究结果表明，北太平洋中尺度涡普遍具有“核”状结构，涡旋引起的垂向上的温度异常值随深度增加而先增后减；北太平洋中尺度涡对温跃层的影响主要集中在50m—300m之间，影响下层海水温度的平均深度能够达到800m，但在此深度时影响已经比较微弱；气旋涡的冷核中心位于150m上下，最大温度异常值约为-1.3°C，而反气旋涡的暖核中心位于120m上下，最大温度异常值接近1.5°C。为研究北太平洋不同位置涡旋结构之间的差异性，本文对比北太平洋副热带逆流区域、黑潮延伸体区域、亲潮区域、东部加利福尼亚沿岸区域等四个小区域内涡旋的整体结构发现，每个区域内气旋涡和反气旋涡的垂直结构有很大的相似性，但区域之间的涡旋垂直结构略有差异。尤其是黑潮延伸体区域跟其它区域的中尺度涡垂直结构有很大差别，该区域内中尺度涡温度异常值明显大于其它区域，冷暖核的深度比其它区域要深，而且从100m到600m深度上都有较大的温度异常。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731.2

【参考文献】