题名 | 东海海洋涡旋及其对内潮影响研究 |
作者 | 赵新华 |
答辩日期 | 2019-11 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院海洋研究所 |
授予地点 | 中国科学院海洋研究所 |
导师 | 侯一筠 |
关键词 | 涡旋 Rossby数 东海 内潮 |
学位名称 | 理学博士 |
学位专业 | 物理海洋学 |
英文摘要 | 海洋涡旋对全球大洋内部温盐能量的传播起着至关重要的作用,并且是连接大尺度环流和小尺度湍流的重要纽带。本文首先利用卫星高度计Chelton涡旋数据集和浮标漂流轨迹Argos探测的涡旋轨迹,对于全球1993年至2015年的海洋涡旋进行了特征信息(半径、生命周期等)的分析对比,比对结果表明,高度计涡旋数据集提供的欧拉涡旋和浮标漂流轨迹Argos探测的拉格朗日涡旋的配对成功率在全球范围内空间分布上波动较为明显,在南北半球中纬度地区内(20~60度)两种不同数据源的涡旋配对成功率为最大值,最大可达25%,反观在低纬度海区内两种不同数据源的配对成功率普遍低于10%。由于地转效应引发的科氏力在低纬度海区内趋近于零值,因而在该处采用卫星高度计将无法有效对涡旋进行信息提取,造成高度计提取的欧拉涡旋的数据缺失。但在近赤道海区内,漂流浮标Argos轨迹识别出的拉格朗日涡旋依旧大量存在,并不受地转科氏力趋近于零的影响。这说明在近赤道海区内,采用漂流浮标Argos手段提取的涡旋信息,可以非常有效的填补卫星高度计在该海区识别提取涡旋的限制。对这两种不同数据源的匹配成功的涡旋信息进一步比对分析,我们发现总体上在全球海洋内,利用高度计提取的欧拉涡旋半径普遍大于对应匹配的Argos拉格朗日涡旋闭合回路半径,而两种数据源探测的涡旋(闭合回路)在太平洋内部海区、大西洋内部海区等区域内半径基本差别不大;但是在靠近赤道海区、中高纬度西边界强流海域和靠近极地的高纬度海域,欧拉涡旋半径可达对应匹配的拉格朗日涡旋闭合回路半径的三倍或更多。此外,对两者匹配涡旋的涡旋内部平均Rossby数的统计分析表明,通常拉格朗日涡旋内面积越小的漂流浮标闭合轨迹对应较高的涡旋平均相对涡度,表明Argos浮标在被海洋当中已经存在的中尺度涡俘获之后,更容易在中尺度涡内部相对涡度较高的区域内(如中尺度涡旋中心和边缘带区域等)形成漂流浮标轨迹的闭合。 进一步我们将研究区域集中在东海黑潮区域,漂流浮标和模式输出结果表明黑潮两侧产生的涡旋绝大多数位于黑潮边界之外,其生命周期远远短于大洋内部的涡旋,半径集中分布在200km以内。此处涡旋的半径和生命周期近似成正比例关系,且涡旋Rossby数越大,对应半径越小、生命周期越短。且基本位于上50m水层左右,且半径随着水深增加而减小,呈现碗状结构,并随着时间推移涡旋沿着黑潮向下游移动。 此外通过对台湾东北海域的一套从2017年5月开始近一年的潜标声学多普勒海流剖面仪(ADCP)测流数据,结果表明,该海区正压潮流以半日潮流占主导地位,以M2分潮为主,在该处半日内潮明显强于全日内潮能量,且半日能量有较为明显的季节变化,冬半年半日内潮能量超过夏半年内潮能量的两倍。为了研究造成内潮季节变化的原因,我们发现该处相对于夏半年,在地形不变的情形下,在冬半年正压振幅和海水层结都有减弱,这原本应该导致该处内潮能量在冬半年较小。进一步研究表明,由于潜标位置台湾东北部涡旋的影响,在夏半年主要受到气旋涡控制,背景流速主要朝西南方向,沿着等深线流动;而在冬半年主要受到反气旋涡旋控制,背景流速朝西北方向,垂直于等深线流动,在跨越等深线时,通过正压潮和地形的相互作用产生内潮,导致该处在冬半年内潮能量增强。 |
语种 | 中文 |
目次 |
2.3.2 基于改进的特征线法的黑潮主轴及边界提取... 16 2.8 Regional Ocean Modeling System (ROMS) 模式简介... 20 |
资助项目 | National Natural Science Foundation of China[41776020] |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/162420] |
专题 | 海洋研究所_海洋环流与波动重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵新华. 东海海洋涡旋及其对内潮影响研究[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院海洋研究所. 2019. |
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