陆坡附近锋面的稳定性

本文用二维的半地转模式研究了陆坡附近锋面(坡折锋、西边界锋)的稳定性及不稳定机制。指出:锋面的稳定性与锋面结构有关,下层厚度的增加使得a_i(扰动生长率)减小。对坡折锋地形变陡a_i略有所增,这与Flagg和Beardsley的说法相反[1],扰动为斜压不稳定。对上层位涡均匀的西边界锋,其实际地形下的a_i只有平底时的1/7,扰动为正压不稳定,这与背景流场的强水平剪切有关。对于双曲正切结构锋,得到了与实际相一致的相速(～0.5m/s),扰动为斜压不稳定。圆顶结构锋的a_i及相速几乎不随波长而变,扰动为斜压不稳定。     

横穿黑潮锋断面的流场结构

基于一组简化了的运动方程组，在充分考虑底Ekman层作用的情况下，提出一种横穿锋面的断面上流场结构的计算方法。应用该方法对东海横穿黑潮锋的不同断面上的流场（1989－1990年资料）进行计算。结果表明，黑潮锋左侧（向岸侧）存在较强的上升流，而锋区右侧（离岸侧）表现为海水的下降运动。垂直流速为（1－20）×10－3cm／s的量级，而横穿锋面方向的水平流速为1－3cm／s，其中以夏、秋季跃层附近最强。在陆架坡折处，上升流转向陆架。同时，还分析了正压场和斜压场对这种流场的不同贡献，认为在黑潮区，正压场起主要作用;而在内陆架区，斜压场则变得重要。将计算的流场与硝酸盐的分布比较表明，两者有较好的对应关系。     

流核位置和流量变化对东海黑潮锋面弯曲影响的研究

本文运用简化的η坐标POM模式研究了东海黑潮锋面弯曲的产生与成长机制。主要考察了在给定的地形下,流核位置和流量变化对锋面演变的影响。当黑潮流核远离陆架时,因其锋区正好在陡的陆坡之上,斜压不稳定贡献减小,此时不论黑潮的流量强弱,其锋面都不会出现如观测所示的弯曲;当黑潮流核接近陆架时,因其锋区爬上陆架,斜压不稳定加强,小扰动能够充分发展并导致锋面弯曲,它的三维结构和观测的结果基本一致。平均波长约为250km,位相速度约为17km／d。扰动成长的主要机制是斜压不稳定,锋面弯曲的主要能源是平均有效位能。     

地形对东海黑潮锋面弯曲影响研究

作者运用简化的η坐标 POM模式数值研究了地形对东海黑潮锋面弯曲的产生与成长的影响。平底时 ,小扰动迅速发展导致锋面出现大弯曲。考虑到地形因素和黑潮流核远离陆架的情况 ,因其锋区正处在陡的陆坡之上 ,斜压不稳定被减小 ,其锋面不会出现如观测所示的弯曲。结果表明 ,在该实验条件下 ,地形对锋面起到稳定作用     

东海东北部春季若干重要水文结构的分析

本文主要基于韩国海洋研究所在东海沿岸海洋过程试验中收集的ＣＴＤ资料，分析了１９９５年春季出现在东海东北部的一些重要水文结构。结果表明，一种锋涡状结构出现在黑潮向东转折点附近。它不仅使邻近海域的水文结构变得更复杂，而且诱发黑潮水与陆架水间活跃的交换。在陆架坡折处观测到若干孤立的陆架水块，可能是锋涡的卷挟作用所致；该海域存在４个水团，即黑潮水、对马暖流水、陆架水和混合水。对马暖流水分为上下两层：上层水为变性黑潮水，盐度比黑潮水约低０．１，底层对马暖流水仅位于冲绳海槽区，并有着与黑潮中层水相同的温、盐特性；一种双锋结构出现在邻近黑潮的陆架边缘附近。在内陆架形成的陆架锋，由北向南伸展时，愈来愈偏向陆架边缘。而黑潮锋沿九州以西深槽的陆架边缘向北伸展。在黑潮转折点附近，两锋几乎合并为一条锋。狭窄的锋带由黑潮水及其变性水和陆架水的混合水所占据。     

台湾以东及东海南部黑潮的动力研究

一个数值计算模型用以模拟黑潮受南东海大陆坡折阻挡时的路径变化,参照台湾东北部实际地形,本文设计了一个理想化的计算区域。计算结果表明,一部分黑潮水受阻于坡折而直接右拐,另一部分爬坡侵入陆架,而后回到坡折,与前一部分汇合一起几乎沿着坡折前进。通过数值分析,我们得到,在台湾东部及东北部附近,非线性效应不可忽略,而在其他海区,地转平衡是一种很好的近似。惯性效应是黑潮源地涡旋的主要形成机制。黑潮在陆架坡折附近的流型是以定态地形Rossby波表现出来的。波长与基本流的流速、涡度及涡度的侧向剪切有关。另外,波长分布不但与地形坡度,而且也与水深有关。在坡折附近,随着水深变浅,其波长逐渐变短。这种流态在我们的数值模拟结果中得到了显示,并且与实测资料中的陆架坡折附近水温等值线的弯曲形态是一致的。     

黑潮入侵优化对南海北部中尺度涡旋模拟的影响

基于高分辨率海洋环流模式,通过比较吕宋海峡处地形优化后的黑潮入侵形态和强度不同的试验,我们研究了黑潮入侵优化后对南海中尺度涡模拟的影响。我们发现黑潮入侵的减弱导致了涡旋活动的减弱,这使得模式结果与观测结果更为相近。在这种情况下,模式模拟的吕宋海峡西部及北部陆坡区域的涡动动能明显减弱。模式涡动动能的减弱与模式反气旋式涡数量的减少和气旋式涡强度的减弱有关。涡动动能收支的分析进一步表明,黑潮入侵的优化将通过改变水平速度切变和温跃层斜率来改变涡动动能,而这两个参数分别与正压和斜压不稳定性有关。前者在模式涡动动能减弱中起着更为重要的作用,而黑潮入侵导致的涡动动能的水平输送对吕宋海峡西部区域的能量收支同样起着重要的作用。     

台湾东北黑潮入侵东海陆架强度的变化规律:持续一年的ADCP现场流速观测

本文利用台湾东北陆坡附近海域持续一年的多普勒流速剖面仪(AcousticDopplerCurrent Profilers,ADCP)定点深水测流数据提取了观测站点处黑潮跨陆坡入侵强度的时间序列,并与美国海军混合坐标海洋模式(HybridCoordinateOceanModel,HYCOM)分析数据中提取的观测站点处以及台湾东北陆坡东西区段黑潮入侵强度的时间序列进行了对比研究。研究结果显示黑潮在观测站点处的跨陆坡入侵强度存在显著的季节和季节内变化特征,并且与台湾东北黑潮主轴位置的摆动有较好的对应关系,黑潮主轴东(西)移,则黑潮在台湾东北陆坡西段及观测站点处的入侵显著减弱(增强),而在台湾东北陆坡东段的入侵显著增强(减弱)。此外,观测站点处黑潮跨陆坡入侵强度的时间序列还显示出较强的10d和20d左右的短周期信号,其中10d的周期信号对应着东海黑潮斜压不稳定波动的特征周期,而20d的周期信号则体现了台湾东北附近海域局地涡旋的短期变化。     

台湾以东黑潮锋的中尺度过程研究

采用海洋再分析结果,研究了海洋涡旋和锋面波动对台湾以东黑潮锋的影响,结果表明,Rossby波第一斜压模态形成的冷涡(暖涡),减弱(增强)台湾以东黑潮温度锋强度,减小(加大)锋的宽度.在再分析结果中,捕获到1991年1-2月台湾以东的一次黑潮锋面波动.锋面波动的波槽(波脊)到达时,该温度锋强度减弱(增强),宽度和厚度减小...     

台湾以东黑潮锋的中尺度过程研究

采用海洋再分析结果,研究了海洋涡旋和锋面波动对台湾以东黑潮锋的影响,结果表明,Rossby波第一斜压模态形成的冷涡(暖涡),减弱(增强)台湾以东黑潮温度锋强度,减小(加大)锋的宽度.在再分析结果中,捕获到1991年1-2月台湾以东的一次黑潮锋面波动.锋面波动的波槽(波脊)到达时,该温度锋强度减弱(增强),宽度和厚度减小...     

Intrusive layering of the Antarctic slope front

Cascading of cold Antarctic shelf water (ASW) initiates compensatory isopycnic upwelling of the warm Circumpolar Deep Water (CDW). The baroclinic/thermoclinic Antarctic slope front (ASF) is formed, and a mesoscale intrusive structure develops on the shelf edge and slope. Mesoscale processes when the ASF peaks are periodically accompanied by local baroclinic instability, which forms a smaller-scale intrusive structure. Therefore, the ASF is naturally subdivided into two layers according to the intrusion scales (vertical δН and horizontal L) and the horizontal parameters of the front (thermoclinity (T_L)_ρ and baroclinity γ_ρ). Analysis of ASF intrusive layering due to the baroclinic factor supports the following conclusion: the higher the (T_L)_ρ of the ASF, the greater the intrusion intensity |δθ| (temperature anomaly amplitude), while an increase in γ_ρ of the ASF leads to a decrease in intrusion scales δН and L. Frontal intrusions can be distinguished by a development degree. Regardless of the degree of development, all warm intrusions are characterized by vertical density stratification, while cold intrusions are characterized by density quasihomogeneity. According to field data, the ASF instability process is subdivided into four stages. When theASF is baroclinically unstable, the local baroclinic deformation radius Rd_L of the front is close in magnitude to the horizontal scale L of the intrusions that form, and their characteristic vertical scale δH is close to the typical vertical scale of front instability.     

On the stability of fronts near shelfbreak

Using a two-dimensional semi-geostrophic model. the stability of fronts near shelf break (shelfbreak font, western boundary current front) and its mechanism are studied. We find that the stability of the front is related to the frontal structure. In general, the increase of the lower layer depth lowers the unstable growth rate (a1). (1) The shelfbreak front is baroclinically unstable and ai increases with the increase of the bottom slope, different from the conclusion of Flagg and Beardsley (1978). (2) A western boundary current front with uniform vorticity in the upper layer is barotropically unstable, due to the strong horizontal shear of the mean current. The unstable growth rate of this front for a realistic topography is only one seventh of that of the flat bottom case. (3) For a western boundary current front with hyperbolic tangent structure, we find its wave propagation speed to be about 0. 5 m/s, in agreement with the observed values. The front is baroclinically unstable. (4)The unstable growth     

南海北部陆架坡折附近表层沉积物的粒度特征和其输运趋势

对南海北部陆架坡折附近取的50个表层沉积物样品,作粒度测试,计算粒度参数。粒度分析表明研究区的沉积物主要存在4种类型:含砾砂、砾质砂、砂质砾和含砾泥质砂;沉积物组分中砾石和砂占绝对优势,基本上不含黏土。综合因子分析和聚类分析的结果把研究区划分为4类沉积区:Ⅰ类沉积区属于内陆架沉积区,Ⅱ类沉积区属于陆架坡折上部沉积区,Ⅲ类沉积区属于陆架坡折下部沉积区,Ⅳ类沉积区区属于陆架边缘沉积区,每类沉积区都代表着不同的沉积环境。研究区沉积物的粒径趋势分析结果显示,陆架坡折附近的沉积物主要向内陆架和外陆架边缘或上陆坡输运,同时存在着跨陆架输运和沿陆架坡折输运现象,这与研究区实测的底流方向相一致。本研究表明,南海北部陆架坡折附近的沉积环境和沉积物输运模式比较复杂和特殊。本研究对今后陆架和陆坡区其他相关的研究具有十分重要的指导和借鉴意义。     

珠江口盆地陆架坡折带海底滑坡及其影响因素

为了解海底滑坡在陆架坡折演化过程中所起的作用并分析影响海底滑坡发育的因素,以最新采集的二维和三维地震资料为基础,综合运用了地貌分析和地震解释技术,通过对滑坡的地貌形态特征及地震响应特征进行详细刻画,在珠江口盆地陆架坡折带新近纪地层中识别出多处海底滑坡,明确了其分布范围并建立了滑坡发育的地质模式。分析认为,珠江口盆地相对海平面变化和流体活动的综合作用是导致研究区海底不稳定的主要因素。海底滑坡发源于海底峡谷的朔源侵蚀,向上陆坡扩展并终止于陆架坡折带。     

Possible source of the antarctic bottom water in the Prydz Bay Region

It has been inferred that the Prydz Bay region is one of the source regions of Antarctic Bottom Water (AABW) based on rather indirect evidence. In order to examine this inference, we investigate the hydrographic condition of the bay based mainly on XCTD data obtained during the Japanese Whale Research Program in the Antarctic (JARPA). The JARPA hydrographic data reveal Circumpolar Deep Water (CDW), which is a salty, warm water mass approaching the shelf break, and capture Modified CDW (MCDW) intruding into the shelf water. AABW production requires mixing of CDW and cold shelf water saltier than 34.6 psu, which is a saltier type of Low Salinity Shelf Water (LSSW). Saltier LSSW is observed near the bottom over the shelf, being mixed with MCDW. We further identify saltier LSSW near the shelf break. This saltier LSSW appears close enough to unmodified CDW to be mixed with it over the continental slope, indicating a possible source of AABW in Prydz Bay.     

Application of interleaving models for the description of intrusive layering at the fronts of deep polar water in the Eurasian Basin (Arctic)

Interleaving models of pure thermohaline and baroclinic frontal zones are applied to describe intrusions at the fronts found in the upper part of the Deep Polar Water (DPW) when the stratification was absolutely stable. It is assumed that differential mixing is the main mechanism of the intrusion formation. Important parameters of the interleaving such as the growth rate, vertical scale, and slope of the most unstable modes relative to the horizontal plane are calculated. It was found that the interleaving model for a pure thermohaline front satisfactory describes the important intrusion parameters observed at the frontal zone. In the case of a baroclinic front, satisfactory agreement over all the interleaving parameters is observed between the model calculations and observations provided that the vertical momentum diffusivity significantly exceeds the corresponding coefficient of mass diffusivity. Under specific (reasonable) constraints of the vertical momentum diffusivity, the most unstable mode has a vertical scale approximately two-three times smaller than the vertical scale of the observed intrusions. A thorough discussion of the results is presented.     

东海陆架环流季节变化的模拟与分析

在改进POM模式基础上,建立1个中国东部海域斜压准预报模式,利用全球海洋模式结果并结合实测资料以及高精度卫星遥感SST资料,进行了东海陆架海域温盐及环流年循环的数值模拟,并系统分析了东海陆架环流系统及其季节变化、各暖流的路径等广为关注的问题。模式结果表明：黑潮主轴主体沿陆架坡折走向,中段黑潮流幅由南至北增宽,流速变大,流核所达深度变浅。浙闽沿岸流是一典型的季风环流,台湾暖流终年表现出东、北两分支结构,其分支表现出明显的季节性变化特征。在东海东北部陆架海域,冬季黑潮以其分支形式向北入侵,夏季则主要以大陆边缘流的形式向北进入陆架。论文对各暖流的水源也进行了相应的分析。