东海黑潮锋面不稳定过程遥感与数值模拟研究

发布时间：2020-10-15 02:06

　　 东海黑潮及其锋面不稳定过程不仅控制了几乎整个东海及其邻近海域的水文特性,并且也对中国东南部沿海水域的渔场变动、海雾消长、污染物漂移、海底沉积和生物区系的分布、舰船航行以及沿岸地区的气候变迁等有着比较密切的关系。但是东海黑潮锋面不稳定过程的发生频率和源地尚不清楚。 本研究利用遥感和数值模拟两种手段对东海黑潮锋面不稳定过程的发生,发展过程的空间和时间分布特征进行了研究。 遥感部分利用了覆盖东海的2002年7月1日到2009年6月30日期间的无云或有少量云影响的MODIS SST和Kd490二级产品。利用该数据产品给出东海黑潮锋面的温度(SST)锋和漫射衰减系数(Kd490)锋最低标准,在此基础上提出曲率判别法以及东海黑潮锋面不稳定过程曲率判别的最低标准。利用该标准对覆盖东海的共计2073景影像进行研究,发现在1-5月份和10-12月份只要不受云影响或影响较小的MODIS卫星影像中都能发现东海黑潮锋面不稳定过程;2002年6月30日到2009年7月1日的6-9月份,东海黑潮锋面不稳定过程的发生频率至少能达到82.9%。并且发现这些不稳定过程的发生源地有三个,分别是(26oN,121.5oE)附近、(27oN,125oE)附近和(30oN,128oE)附近。 东海黑潮锋面不稳定过程在发生源地产生时的宽度较大,幅度较小;和黑潮主干流一起运动时宽度逐渐变小,而幅度则逐渐变大;最后,或者融入到下一个锋面不稳定过程中,或者消失于陆架。东海黑潮锋面不稳定过程随黑潮主干流从27oN运动到30oN的过程中速度从平均46.5cm/s减小到平均29.4cm/s。 数值模拟部分利用线性和非线性两种模型。求解线性无粘模型时利用了谱方法对模型进行了数值离散,并选用了接近东海黑潮区实际地形的两个断面,以及较符合实际的背景流进行了数值模拟。得到黑潮流经两类等水深海槽的前两个最不稳定模态,并且得到两个最不稳定模态对应的不稳定波长,以及不稳定波发生的位置距西边界的距离。非线性数值模拟部分主要利用HYCOM模式对东海黑潮锋面不稳定过程进行研究,得到两个重要的结论:一、东海黑潮锋面不稳定过程在夏季也会发生,弥补了MODIS夏季探测不到东海黑潮锋面不稳定过程的缺憾。总结遥感与数值模拟结果,得到东海黑潮锋面不稳定过程常年时时刻刻都会发生这个重要的结论;二、钓鱼岛东北黑潮锋面不稳定过程的周期约为14天,屋久岛西南锋面不稳定过程的存在周期约为20天。
【学位单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：P731.2
【部分图文】：

图 1.2.1 研究区域研究过程具体步骤如图 1.2.2 所示。图 1.2.2 东海黑潮锋面不稳定过程判别流程图遴选下载 MODIS 数据陆地和云掩膜几何校正黑潮区 SST 和 Kd490 分布判别黑潮锋面不稳定过程

第一部分 东海黑潮锋面不稳定过程遥感观测与机理研究。方法是找到每一断面上温度梯度最大的地方，然后对各断面的最大温度梯行平均，最后对时刻进行平均，得到的平均值定义为温度锋最低标准。这些选取没有按照传统的沿等纬度线或等经度线进行，而是选取近似于垂直于锋断面，如图 1.2.3 所示。这样选取的目的是为了更精确地计算东海黑潮温度最低标准。表 1.3 已有的黑潮温度锋最低标准作者 郑义芳等 林传兰 赵宝仁 于洪华等 黄伟艮等年份 1985 1986 1987 1991 2006度梯度（℃/n mile） 0.002 0.033 0.05 0.1 0.14dSSTΔΔ(1.2

东海黑潮锋面不稳定过程遥感与数值模拟研究由于锋面对应的海表面曲线总是和等温线或等漫射衰减系数线平行或重合，所以在使用曲率判别法时选用与锋面平行或重合的等温线或等漫射衰减系数线代替锋面。等温线和等漫射系数线的选取是基于 SST-Kd490 点聚图的分布确定出来的。图 1.2.4 给出了冬、春和秋三季的 SST-Kd490 点聚图的三个例子，图中水平直线对应温度值为代替锋面的等温线对应的温度，竖直直线对应的 Kd490值为代替锋面的等 Kd490 线对应的 Kd490 值。
【参考文献】

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1 林传兰;东海黑潮锋的海洋学特征及其与渔场的关系[J];东海海洋;1986年02期

2 苏纪兰，袁耀初，姜景忠;建国以来我国物理海洋学的进展[J];地球物理学报;1994年S1期

3 郑义芳;丁良模;谭铎;;黄海南部及东海海洋锋的特征[J];黄渤海海洋;1985年01期

4 赵保仁;;黄海潮生陆架锋的分布[J];黄渤海海洋;1987年02期

5 郑义芳，黄卫民;秋季东海黑潮锋面涡旋的特点[J];黄渤海海洋;1994年03期

6 郑全安,N.E.Huang,V.Klemas;湾流北侧切变波卫星观测与发生机理研究[J];海洋与湖沼;1985年01期

7 袁业立,万振文,张庆华;东海黑潮多核结构的运动不稳定性形成机理[J];中国科学(D辑:地球科学);2002年12期

8 袁耀初,苏纪兰;1995年以来我国对黑潮及琉球海流的研究[J];科学通报;2000年22期

9 郑沛楠;吴德星;陈学恩;韩树宗;陆泽廷;;基于HYCOM的风生大洋环流模拟及季节变化分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年01期

10 乔方利,渡边正孝,袁业立,万振文;黄海和东海的环流数值模拟研究[J];水动力学研究与进展(A辑);1998年02期

本文编号：2841525