罗弗敦海盆和南海北部典型涡旋特性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 于璐莎 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 周生启 |
| 关键词 | 中尺度涡旋，罗弗敦海盆，南海北部，年际变化，近惯性振荡 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 物理海洋学 |
| 其他题名 | Study of the characteristics of typical eddies in the Lofoton Basin and the northern South China Sea |
| 英文摘要 | 海洋中尺度涡旋自20世纪70年代以来一直是研究的热点。涡旋运动(夹卷、旋转等)对背景流场、热盐的输运、营养物质的输运和分布、浮游生物的浓度和分布等都有重要的作用。因此中尺度涡旋的研究对大洋环流、局地气候以及海洋生态系统动力学等具有重要意义。本研究利用2012年7月至2015年7月共3年的水下滑翔机数据、卫星高度计数据和欧洲天气预报中心数据，细致地描述了罗弗敦海盆涡旋在垂直方向和水平方向上的基本特征、涡旋径向结构、涡旋内部水团特性及其时间演变过程和涡旋动力学特性等。本文还根据高分辨率的滑翔机数据，从涡旋的位置、半径、相对涡度和涡动能等方面具体评估了卫星高度计观测资料的准确度。此外，利用卫星高度计数据分析了南海中尺度涡旋的时空分布特征，并通过分析2014年8-9月南海北部东沙群岛附近海域两个临近站位 (站位A，20.736°N，117.745°E，水深1249 m；站位B，20.835°N，117.56°E，水深848 m)的潜标数据，利用滤波、谱分析等研究方法，重点分析了南海北部中尺度暖涡对近惯性频率的调制及其对近惯性能量的传播和分布的影响等。相关结果如下：(1) 罗弗敦海盆涡旋的基本特征：平均半径为18±4 km，以3-4 cm/s的平均速度进行逆时针方向运动。罗弗敦海盆涡旋的最大旋衡地转流速在0.5-0.7 m/s范围内变动，且流速最大值是在距离涡旋中心14-24 km，深度为700-900 m的范围内。罗弗敦海盆涡旋是高度非线性涡旋(Rossby数-0.4到-0.8)，地转流速占总旋衡地转流速的44%。涡旋中心附近的涡度接近-f，-f是正压涡旋离心不稳定发生的理论极限值。柏格数平均为2.7±1.0，表明涡旋半径与其变形半径相当。(2) 受到海表浮力通量以及平流等因素的影响，涡旋中心5 km范围内水团的温度和盐度呈现出年际变化。2013-2015年每年冬季海洋上层都会形成新的核心层，覆盖之前形成的核心层。核心层最初不断地加深加厚，随后又逐渐地变薄。比较特殊的是2014年海洋上层的一次低盐水事件，可能对来年冬季的垂直混合起到一定的抑制作用。观测期间涡旋外部背景水体的盐含量明显降低，与背景相比，涡旋中心的盐含量下降的趋势很缓慢，涡旋的边缘区域充当了平流作用以及和其它涡旋相互作用的缓冲区，比较活跃，拥有较高的变异性，同时也对海盆背景水文变化的反应更快。(3) 比较高分辨的滑翔机数据与卫星高度计数据检测的涡旋中心结果发现，卫星高度计数据检测涡旋中心是可信的。这两种数据推断出的涡旋中心比较相近，平均差异为8.5 km，约为涡旋半径的一半。另外，根据对涡旋中心的准确定位可以估算涡旋移动的轨迹以及移动的速度，与滑翔机数据得到的结果吻合得很好。但是相较于滑翔机数据确定的涡旋半径(18±4 km)，卫星高度计数据的结果平均为40 km，高估了涡旋的半径2倍，同时也就低估了涡度。(4) 南海生命周期较长(>16周)的中尺度涡旋主要分布在南海北部吕宋海峡附近。研究南海北部中尺度涡旋对近惯性振荡的影响发现，在站位A(B)142(175) m以浅，近惯性频率由0.7101(0.7133) cpd红移至0.6592 cpd，频率减小了7.2% (7.6%)，观测结果与两个站位所处的背景涡度相吻合。(5) 中尺度涡旋改变了水体的层结状态，使得两个站位的近惯性动能的分布在不同层结中被改变了0.5-3倍。水体层结对能量的折射作用使得站位B的近惯性动能在158-223 m之间衰减较少，而站位A的近惯性动能则随着深度的增加而快速减少。站位A和B近惯性内波的垂向群速度分别约为15.2 m/day和14.1 m/day。如果忽略近惯性动能的水平辐散，近惯性内波的垂向传播分别造成了两个站位垂向上约47%和38%的近惯性动能衰减。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18142]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于璐莎. 罗弗敦海盆和南海北部典型涡旋特性研究[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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