基于Argo剖面的全球热带大洋绝对地转流及北太平洋热、盐输运

发布时间：2017-06-21 07:07

  本文关键词：基于Argo剖面的全球热带大洋绝对地转流及北太平洋热、盐输运，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用网格化的Argo温盐数据和P矢量方法,计算了一套月平均的全球热带大洋绝对地转流资料,并将其与卫星高度计得到的表层地转流进行对比。在大部分海域,二者的相关系数都通过了95%的显著性检验,纬向流速的均方根误差小于6 cm/s,经向流速的均方根误差小于4 cm/s。此外,绝对地转流与OSCAR流及海流计观测数据的对比也显示了较好的结果,说明该地转流的计算结果可信。基于该大洋上2000 m的地转流资料,本文分析了热带大洋环流的平均态结构特征,并在全球热带大洋诊断了经典的Sverdrup大洋环流理论对经向输运估计的误差。结果显示,该理论在大洋热带和副热带东部海域与地转流吻合的较好,但是在热带和副热带西部海域与地转流资料有较大差异。其中,除了以前发现的西北太平洋热带海域的非Sverdrup环流结构外,热带南印度洋整个海域和热带南、北大西洋西部海域的赤道流和逆流之间,都与Sverdrup理论有较大差异。分析显示,南太平洋热带和副热带的风场有较大的误差,造成那里的Sverdrup理论检验存在较大的不确定性。其它热带和副热带海域的差异对风应力产品和流量计算的垂直积分深度不敏感,表明可能存在非Sverdrup环流结构。涡相容OFES模式资料对上述现象的诊断显示出一致的结果,佐证我们的上述发现。本文还探讨了北太平洋经向热、盐输运的基本特征及变异规律,发现地转输运与上层Ekman输运分别主导着副热带和热带大洋环流内区的热、盐输运,并根据海表净热通量、白令海峡的盐通量,估算了西边界流的热、盐输运,其贡献与内区的总经向热、盐输运量级相当,方向基本相反,因此,西边界流在维持北太平洋的热、盐平衡中发挥了重要作用。其中,西边界流热、盐输运的估算,为国际首次。此外,还发现内区总经向热、盐输运的季节变化在热带较显著,夏秋季节弱,冬春季节强,取决于纬向风应力的季节变化,且热输运主要由浅层环流控制,而盐输运则受更深层环流的影响。
【关键词】：P矢量 绝对地转流 Sverdrup平衡 经向热输运 经向盐输运
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P731
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 研究现状13-18
• 1.2.1 地转流的计算13-14
• 1.2.2 Sverdrup大洋环流理论的诊断14-15
• 1.2.3 经向热输运的平均态结构及其季节变化15-17
• 1.2.4 经向盐输运的平均态结构及其季节变化17-18
• 1.3 本文的研究内容18-20
• 第二章 数据介绍与计算方法20-26
• 2.1 数据介绍20-22
• 2.1.1 温盐数据20
• 2.1.2 风场数据20-21
• 2.1.3 卫星高度计、OSCAR和锚碇海流计等数据21
• 2.1.4 OFES模式数据21-22
• 2.1.5 其他数据22
• 2.2 计算方法22-25
• 2.2.1 P矢量绝对地转流计算方法22-23
• 2.2.2 表层Ekman流计算方法23
• 2.2.3 自由度的估计方法23
• 2.2.4 地转体积输运与Sverdrup输运、Ekman输运计算方法23-24
• 2.2.5 斜压和地形起伏的联合效应(The joint effect of baroclinicity and relief of thebottom—JEBAR)24
• 2.2.6 涡旋动能(Eddy kinetic energy, EKE)计算方法24
• 2.2.7 经向热输运与经向盐输运的计算方法24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 绝对地转流的计算与分析26-47
• 3.1 P矢量绝对地转流的计算及误差估计26-28
• 3.2 P矢量绝对地转流的验证28-39
• 3.2.1 P矢量绝对地转流与卫星高度计计算的绝对地转流的比较28-31
• 3.2.2 P矢量绝对地转流与GR（Gray和Riser，2014）速度场的比较31-34
• 3.2.3 P矢量绝对地转流与海流计观测的比较34-39
• 3.3 热带大洋平均态绝对地转流的结构分析39-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 Sverdrup大洋环流理论的诊断47-67
• 4.1 基于Argo数据的经向地转体积输运与Sverdrup输运的比较47-49
• 4.2 绝对地转流经向体积输运的误差估计49-51
• 4.3 基于WOA09数据的经向地转体积输运与Sverdrup输运的比较51-52
• 4.4 non-Sverdrup输运对经向地转体积输运垂直积分下限的敏感性检验52-54
• 4.5 斜压和地形起伏联合效应（JEBAR）的检验54-56
• 4.6 non-Sverdrup输运对风应力的敏感性检验56-62
• 4.7 基于OFES模式结果的检验62-65
• 4.8 涡旋动能的计算与分析65-66
• 4.9 本章小结66-67
• 第五章 北太平洋经向热、盐输运67-78
• 5.1 纬向积分的平均态经向热、盐输运67-69
• 5.2 西边界流的经向热、盐输运69-71
• 5.3 Sverdrup和non-Sverdrup热、盐输运的估计71-72
• 5.4 经向热、盐输运的垂向分布72-73
• 5.5 经向热、盐输运的季节循环73-76
• 5.6 本章小结76-78
• 第六章 结论与展望78-81
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-81
• 参考文献81-91
• 附录91-95
• 附录 1 P矢量方法介绍91
• 附录 2 P矢量方法与b 螺旋方法的等价性证明91-92
• 附录 3 Sverdrup大洋环流理论的推导92-93
• 附录 4 斜压和地形起伏联合效应（JEBAR）的推导93-95
• 作者简历95-96
• 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 厉萍;张启龙;刘洪伟;许建平;;北太平洋经向盐量输送的季节变化[J];热带海洋学报;2012年04期

2 厉萍;张启龙;刘洪伟;许建平;;北太平洋经向热输送的季节变化[J];海洋科学进展;2011年03期

3 ;BIFURCATION OF THE NORTH EQUATORIAL CURRENT DERIVED FROM ALTIMETRY IN THE PACIFIC OCEAN[J];Journal of Hydrodynamics(Ser.B);2006年05期

4 许建平;国际Argo科学组及其活动[J];海洋技术;2001年03期

5 胡敦欣,崔茂常;THE WESTERN BOUNDARY CURRENT OF THE PACIFIC AND ITS ROLE IN THE CLIMATE[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;1991年01期

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本文编号：467907