南海环流及其西边界分支的特征、演变和动力机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 全祺 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 薛惠洁 |
| 关键词 | 南海环流，西边界流，特征，演变，动力机制 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 物理海洋学 |
| 其他题名 | Features, variability and mechanism of the circulation and western boundary current in the South China Sea |
| 英文摘要 | 南海是西北太平洋最大的边缘海，也是印太暖池重要的组成部分，其内部的环流系统对该海域的物质、热量以及能量的输运与平衡起到至关重要的作用。同时，其西边界分支作为南海贯穿流的重要组成部分，对于太平洋与印度洋之间物质与能量的交换具有不可忽视的影响，进而对调控区域气候产生重要贡献。本文综合利用再分析资料、观测数据以及海洋数值模式对南海环流及其西边界分支的特征、演变和动力机制进行了较为深入和系统的研究。利用南海再分析数据并结合观测资料，本文从动力学成因的角度重新对南海上层西边界的流动进行了区分：将位于陆坡且与海盆尺度风应力旋度密切相关的西南向—南向海流定义为南海西边界流，而将位于西南陆架并与局地风应力直接相关的海流划归为陆架环流。受到盛行季风以及出、入流的影响，南海西边界流表现出十分显著的季节性：冬季南海西边界流贯穿整个北部与西部陆坡区，其在越南外海的流量估算值为-11.8 ± 3.5Sv；而在夏季，南海西边界流明显减弱并被限制在12?N以北，相应的流量估算值为-3.0 ± 1.6Sv。此外，南海西边界流的结构和强度还表现出显著的年际变化：在大部分厄尔尼诺年的冬季，南海西边界流变得较深、较窄、较弱；而在厄尔尼诺处于消亡状态的夏季，南海西边界流显著北退，并变得较深、较宽。进一步的分析显示，与厄尔尼诺事件密切相关的南海季风年际变化，是调控南海西边界流年际变化的主要因素，而来自吕宋海峡上层通量的影响则是次要的。本文使用一个改进的三层海洋数值模式对南海上、中层环流的垂向动力耦合进行了研究，实验结果显示：反映了层厚变化垂直积分效应的水平压强梯度力是联系南海上、中层环流的关键动力学因子。通过分别改变风应力或黑潮，我们发现这两个对比实验中产生的扰动均可通过激发沿陆坡逆时针传播的地形陷波以及西传的行星罗斯贝波将信号传递至整个海域，从而对环流场的分布和强度进行调整，这一现象表明南海在整个深度范围内对于外来扰动的动力响应过程是相似的。此外，尽管直接由垂向速度引起的动量交换在南海环流的动力平衡关系中并不显著，但层间卷夹引起的水层厚度变化占其总变化的20%左右，从而可以改变水平压强梯度力，并对调控南海水平环流的变化产生不可忽视的影响。为了完整重现南海“三明治”环流结构，本文进一步对此前的模式进行了改进，并通过将深层混合参数转化为南海中、深层之间的垂直交换研究了其对于南海环流的影响。实验结果显示：当混合至少能够引发0.72 Sv的上升净通量（相应的混合系数以及重力势能转化率分别为0.65×10-3 m2s-1和6.89 GW），才能在南海深层产生气旋式环流；南海潮致混合的总强度大于形成深层气旋式环流所需的阈值，然而其空间分布对于南海深层环流的形成也具有十分重要的影响，混合必须在整个海盆尺度的空间范围内发生而不能只局限于吕宋海峡附近；南海深层环流以及相应经向翻转环流的空间分布和时间演变与混合的时空变化密切相关。此外，深层混合效应的加入能够增强南海中层反气旋式环流，并减弱南海上层气旋式环流。涡度分析表明，由混合引起的上行净通量能够产生涡管的伸缩效应，并通过对层厚度的调整影响压强梯度力，从而对中、深层环流的形态和强度产生影响；而中、深层厚度变化的垂直积分效应能够影响上层水平压强梯度力，从而对上层环流进行调整。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18131]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 全祺. 南海环流及其西边界分支的特征、演变和动力机制[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
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。