吕宋海峡黑潮形变的机制及其与Rossby波和涡旋的相互作用
发布时间：2021-10-02 04:29
在吕宋海峡处，黑潮失去陆坡支持后其流径的位置和形态是西边界流动力学中的一个重要科学问题，引起了众多海洋学者的关注。本文针对目前研究中存在的争论，通过对观测数据分析和一系列的数值模式实验，运用准地转2.5层模型不稳定性分析、雷诺平均的能量诊断办法以及基于小波的MS-EVA分析方法等，澄清了前人研究中存在的争论和问题，得到以下有创新性的成果：再次证实了平均态黑潮是以“跨隙”路径跃过吕宋海峡。指出由于地形效应特别是巴林塘海峡附近的底地形和岛屿，决定了黑潮失去陆坡支持时的初始入射角；在外强迫涡度输入较弱的情况下，在黑潮流出巴林塘海峡失去陆坡支持后北上过程中，由于环境涡度增加，依据绝对涡度守恒黑潮必定会在台湾岛以南流出吕宋海峡。该结果解释了在不能准确分辨巴林塘海峡附近的底地形和岛屿的海洋数值模拟中会出现黑潮呈现流套路径进入南海的物理本质。首次提出了冬季风产生Ekman输运和输入的风应力负涡度是黑潮冬季在吕宋海峡以流套形式出现的主要原因；该结果纠正了前人提出的冬季黑潮流量小、惯性小，则导致黑潮在吕宋海峡以流套形式入侵的观点。研究证实黑潮“跨隙”路径和对应的温跃层向西抬升在吕宋海峡建立起很强的位势涡...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
HYCOM水平计算网格示意图
年完成调整阶段。两组试验都使用 COADS（基于1960-1997期间的观测数据）气候态的月平均资料做海表面强迫。控制实验与对照实验的唯一不同是吕宋海峡的地形。如图2-2b 所示吕宋海峡内有两条很高的海脊，海脊之上的水深小于1500m，并有一系列的岛屿和浅滩位于海脊之上。我们希望测试是否这样复杂的地形对控制黑潮的路径具有重要作用。从图2-2b 的水深分布可见，将吕宋海峡内水深小于3000m 的部分截断成平底3000m，足以去除掉海峡内的海脊、岛链和岛屿之间的海峡通道。因此我们这样设置一组对比试验：控制实验使用 ETOPO2水深数据插值到计算网格点，对照实验的底地形将吕宋海峡内小于3000m 的水深设置为3000m，从而将海峡内的所有海脊、岛链和海峡通道变成简单的平底地形。两组试验的最后三年积分结果用来研究地形对黑潮流径的控制作?
ROMS 高分辨率模式做了四个实验(1-4)。模式的计算网格如图 2- 12，为去形分辨不准确的影响，吕宋海峡附近分辨率局部加密到1-2公里，其他海区率10公里。初始场使用 SODA 气候态的年平均，开边界数据使用 SODA 资料，强迫使用 COREⅡ数据，分别采用不同频率（annual，monthly）的开边界和强迫场驱动，表2-1。为讨论中尺度涡的影响，我们采用包含有中尺度涡信开边界驱动和高频的大气强迫场(实验5)。表 2- 1 吕宋海峡黑潮季节变化的控制因素实验实验 1 实验 2 实验 3 实验 4 实验开边界强迫SODA-clmannualSODA-clmmonthlySODA-clmmonthlySODA-clmannualHYCdai大气强迫COREⅡ-clmannualCOREⅡ-clmmonthlyCOREⅡ-clmannualCOREⅡ-clmmonthlyCOR6hou
【参考文献】：
期刊论文
[1]A review on the South China Sea western boundary current[J]. FANG Guohong 1 , WANG Gang 1 , 2 , FANG Yue 3 , FANG Wendong 4 1 Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 2 Key Laboratory of Data Analysis and Applications, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 3 Center for Ocean and Climate Research, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 4 State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China. Acta Oceanologica Sinica. 2012(05)
[2]卫星高度计资料揭示的冬季南海吕宋冷涡的双涡结构[J]. 孙成学,刘秦玉. 热带海洋学报. 2011(03)
[3]Sub-seasonal variability of Luzon Strait Transport in a high resolution global model[J]. ZHANG Zhengguang 1 , ZHAO Wei1 , LIU Qinyu 1 1 Physical Oceanography Laboratory, Ocean University of China Qingdao 266100, China. Acta Oceanologica Sinica. 2010(03)
[4]Effect of meridional wind on gap-leaping western boundary current[J]. 王铮,袁东亮,侯一筠. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2010(02)
[5]Coupling and propagating of mesoscale sea level variability between the western Pacific and the South China Sea[J]. LI Li2, JING ChunSheng1,2 & ZHU DaYong1,2 1 Department of Oceanography, Xiamen University, Xiamen 361005, China 2 The Third Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Xiamen 361005, China. Chinese Science Bulletin. 2007(12)
[6]北太平洋副热带向东逆流区Rossby波斜压稳定性[J]. 刘秦玉,李丽娟. 地球物理学报. 2007(01)
[7]A Note on the South China Sea Shallow Interocean Circulation[J]. 方国洪,Dwi SUSANTO,Indroyono SOESILO,郑全安,乔方利,魏泽勋. Advances in Atmospheric Sciences. 2005(06)
[8]南海环流动力机制研究综述[J]. 苏纪兰. 海洋学报(中文版). 2005(06)
[9]Evidence for water exchange between the South China Sea and the Pacific Ocean through the Luzon Strait[J]. Qu Tangdong1. International Pacific Research Center, SOEST, University of Hawaii, Honolulu, USA. Acta Oceanologica Sinica. 2002(02)
[10]Sectional distribution of salinity and its indication of Kuroshio’sintrusion in the southern Taiwan Strait and northeastern South China Sea late summer, 1994[J]. Hu Jianyu;Liang Hongxing and Zhang Xuebin 1. Institute of Subtropical Oceanography, Xiamen University, Xiamen 361005, China 2. Fujian Institute of Oceanology, Xiamen 361012, China (Received June 3, 1998; accepted August 8, 1998). Acta Oceanologica Sinica. 1999(02)
博士论文
[1]吕宋海峡黑潮流径变异的动力机制研究[D]. 王铮.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2008
本文编号：3418007
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
HYCOM水平计算网格示意图
年完成调整阶段。两组试验都使用 COADS（基于1960-1997期间的观测数据）气候态的月平均资料做海表面强迫。控制实验与对照实验的唯一不同是吕宋海峡的地形。如图2-2b 所示吕宋海峡内有两条很高的海脊，海脊之上的水深小于1500m，并有一系列的岛屿和浅滩位于海脊之上。我们希望测试是否这样复杂的地形对控制黑潮的路径具有重要作用。从图2-2b 的水深分布可见，将吕宋海峡内水深小于3000m 的部分截断成平底3000m，足以去除掉海峡内的海脊、岛链和岛屿之间的海峡通道。因此我们这样设置一组对比试验：控制实验使用 ETOPO2水深数据插值到计算网格点，对照实验的底地形将吕宋海峡内小于3000m 的水深设置为3000m，从而将海峡内的所有海脊、岛链和海峡通道变成简单的平底地形。两组试验的最后三年积分结果用来研究地形对黑潮流径的控制作?
ROMS 高分辨率模式做了四个实验(1-4)。模式的计算网格如图 2- 12，为去形分辨不准确的影响，吕宋海峡附近分辨率局部加密到1-2公里，其他海区率10公里。初始场使用 SODA 气候态的年平均，开边界数据使用 SODA 资料，强迫使用 COREⅡ数据，分别采用不同频率（annual，monthly）的开边界和强迫场驱动，表2-1。为讨论中尺度涡的影响，我们采用包含有中尺度涡信开边界驱动和高频的大气强迫场(实验5)。表 2- 1 吕宋海峡黑潮季节变化的控制因素实验实验 1 实验 2 实验 3 实验 4 实验开边界强迫SODA-clmannualSODA-clmmonthlySODA-clmmonthlySODA-clmannualHYCdai大气强迫COREⅡ-clmannualCOREⅡ-clmmonthlyCOREⅡ-clmannualCOREⅡ-clmmonthlyCOR6hou
【参考文献】：
期刊论文
[1]A review on the South China Sea western boundary current[J]. FANG Guohong 1 , WANG Gang 1 , 2 , FANG Yue 3 , FANG Wendong 4 1 Key Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 2 Key Laboratory of Data Analysis and Applications, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 3 Center for Ocean and Climate Research, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China 4 State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China. Acta Oceanologica Sinica. 2012(05)
[2]卫星高度计资料揭示的冬季南海吕宋冷涡的双涡结构[J]. 孙成学,刘秦玉. 热带海洋学报. 2011(03)
[3]Sub-seasonal variability of Luzon Strait Transport in a high resolution global model[J]. ZHANG Zhengguang 1 , ZHAO Wei1 , LIU Qinyu 1 1 Physical Oceanography Laboratory, Ocean University of China Qingdao 266100, China. Acta Oceanologica Sinica. 2010(03)
[4]Effect of meridional wind on gap-leaping western boundary current[J]. 王铮,袁东亮,侯一筠. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2010(02)
[5]Coupling and propagating of mesoscale sea level variability between the western Pacific and the South China Sea[J]. LI Li2, JING ChunSheng1,2 & ZHU DaYong1,2 1 Department of Oceanography, Xiamen University, Xiamen 361005, China 2 The Third Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Xiamen 361005, China. Chinese Science Bulletin. 2007(12)
[6]北太平洋副热带向东逆流区Rossby波斜压稳定性[J]. 刘秦玉,李丽娟. 地球物理学报. 2007(01)
[7]A Note on the South China Sea Shallow Interocean Circulation[J]. 方国洪,Dwi SUSANTO,Indroyono SOESILO,郑全安,乔方利,魏泽勋. Advances in Atmospheric Sciences. 2005(06)
[8]南海环流动力机制研究综述[J]. 苏纪兰. 海洋学报(中文版). 2005(06)
[9]Evidence for water exchange between the South China Sea and the Pacific Ocean through the Luzon Strait[J]. Qu Tangdong1. International Pacific Research Center, SOEST, University of Hawaii, Honolulu, USA. Acta Oceanologica Sinica. 2002(02)
[10]Sectional distribution of salinity and its indication of Kuroshio’sintrusion in the southern Taiwan Strait and northeastern South China Sea late summer, 1994[J]. Hu Jianyu;Liang Hongxing and Zhang Xuebin 1. Institute of Subtropical Oceanography, Xiamen University, Xiamen 361005, China 2. Fujian Institute of Oceanology, Xiamen 361012, China (Received June 3, 1998; accepted August 8, 1998). Acta Oceanologica Sinica. 1999(02)
博士论文
[1]吕宋海峡黑潮流径变异的动力机制研究[D]. 王铮.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2008
本文编号：3418007
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3418007.html
