基于水下滑翔机数据研究南海北部暖涡背景下海洋对台风“海棠”的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 易镇辉 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 练树民,刘克修 |
| 关键词 | 水下滑翔机，热滞后效应，台风，暖涡，垂向次级环流 |
| 学位名称 | 专业学位硕士 |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 其他题名 | The study on the ocean’s responses to typhoon‘Hai Tang’ under the background of warm eddy in the Northern South China Sea based on the underwater glider data |
| 英文摘要 | 台风是大气中重要的中尺度系统，而中尺度涡又是海洋中普遍的中尺度系统。南海北部是台风和中尺度涡发生最频繁的海区之一，这使得南海北部成为研究台风与中尺度涡相互作用的理想海域。由于台风的恶劣天气条件，传统的观测手段获取台风的实测资料十分匮乏。然而，随着水下滑翔机技术的成熟，高自主性和高机动性弥补了传统观测手段的缺陷。本论文利用2017年7～8月10台“海翼”水下滑翔机在南海北部的组网观测数据，结合Argo浮标数据、台风数据和卫星数据研究暖涡背景下海洋对台风的响应，讨论了台风过境引起的海洋温盐和生化要素的变化，并详细分析了引起这些变化的相关机制。传统的CTD普遍存在热滞后效应，严重影响水下滑翔机盐度数据的质量。在Morison等的方法基础上，对水下滑翔机的盐度数据进行热滞后修正。用中值滤波（N=13）能有效移除盐度峰，并用移动平滑滤波（N=7）解决中值滤波的去趋势现象，提高盐度数据的质量。垂向温度结构和出水点距离能影响热滞后误差。在剖面插值过程中，温盐起伏现象带来的盐度差和温度差，是由海洋内部的波动产生的压强起伏引起的。同步的压强振荡和温盐起伏可以简单识别出海洋内部波动。通过分析卫星数据、Argo数据和300K004水下滑翔机近似锚定观测数据，初步得到如下结论：台风“海棠”过境使南海北部SST降低，并出现右偏现象，SST的降低会滞后于台风风场1～2天。在南海北部海盆中心形成一个强降温区，这与台风的慢移速密切相关。台风过境时，强风卷吸导致混合层深度增加，混合层海水温度降低，混合层底升温；温跃层降温占优，这与上升流密切相关。26℃等温线变浅，暖水厚度变小，上层海洋热含量减少。台风带来的降水使混合层盐度降低。台风过境后，混合层盐度增加，与强混合作用相关。恢复阶段，混合层变浅，整个上层海洋增温，混合层盐度降低，温跃层盐度升高，这与下沉流密切相关。26℃等温线加深，上层海洋热含量增加。通过对卫星数据和水下滑翔机断面数据分析，发现在台风路径的左侧，台风的西南强风能促使暖涡东侧地转流增大，影响深度加深；而抑制暖涡西侧地转流，使其影响深度变浅。暖涡移动方向在台风过境后由正西变为西南向，移动速度也加快，这与台风左侧强烈的西南风作用相关；台风携带正涡度与暖涡的负涡度相互作用，导致暖涡的的强度和涡动能都减小。台风过境时，暖涡内在次表层存在下沉流，温跃层存在较弱的上升流；而暖涡外产生很强的上升流。暖涡内外垂向海水运动结构的不同导致了涡内外温盐结构的差异。通过分析台风过程水下滑翔机断面数据，发现在台风过境时，在左侧靠近台风路径海域，会存在强烈的上升流。而在上升流海域外围，以补偿流的形式存在范围广强度弱的下沉流，使海洋温跃层和中层海水温度升高，而暖涡可以增大下沉流的强度，使海水升温更显著。相对应地，海洋温跃层和中层海水溶解氧含量增加，次表层叶绿素浓度降低。台风过境后，海洋主要通过地转调节进行恢复。由于惯性作用，短期内海洋会维持台风过境时海水垂向运动的状态。海水恢复阶段，由于台风过境时上升流导致的底层海水亏损，海水会以补偿流的形式产生下沉流，海水运动方向逆转；相同地，下沉流导致的上层海水亏损，恢复阶段产生上升流。上升流深度层海水降温，溶解氧含量减小，次表层叶绿素浓度增大，而下沉流深度层则相反。垂向次级环流对海洋的物质和能量分布起着重要作用。台风过境时，在靠近台风路径的上升流海域外围与下沉流海域交界处，在海洋中层会产生一个逆时针的垂向次级环流，在下沉流海域的深层会产生一个顺时针垂向次级环流。恢复阶段，靠近台风路径海域中层垂向次级环流由逆时针转变成顺时针。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18074]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（硕士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 易镇辉. 基于水下滑翔机数据研究南海北部暖涡背景下海洋对台风“海棠”的响应[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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