基于HYCOM数据对中尺度涡统一三维结构的研究

通过分析HYCOM模式数据,利用基于物理特性的Okubo-Weiss参数化涡旋探测方法,对西北太平洋副热带逆流区中尺度涡进行探测识别,应用归一化和坐标变换方法得到了中尺度涡的统一三维结构。其中,中尺度涡的统一水平结构可以用解析函数R(r_n)=(1-r_n~2/4)·exp(-r_n~2/4)表示,与利用卫星观测资料和Argo剖面浮标得到的全球范围内统一水平结构R(r_n)=(1-r_n~2/2)·exp(-r_n~2/2)存在差异,产生这种差异的原因可能是由于模式数据分辨率高,导致在涡旋识别过程中将小尺度、次中尺度信号引进,还可能是对压强异常场进行处理时存在季节信号带来的影响。此外,2倍标准化半径范围外涡旋的压强异常分布具有明显的区域差异性,这也可能是导致统一水平结构存在差异的原因。在拉伸坐标系下中尺度涡的统一垂直结构可以表示为H_n=sin(z_n)正弦函数形式,与全球范围内观测资料得到的统一垂直结构一致。     

Variability of surface velocity in the Kuroshio Current and adjacent waters derived from Argos drifter buoys and satellite altimeter data

By combining Argos drifter buoys and TOPEX/POSEIDON altimeter data, the time series of sea-surface velocity fields in the Kuroshio Current (KC) and adjacent regions are established. And the variability of the KC from the Luzon Strait to the Tokara Strait is studied based on the velocity fields. The results show that the dominant variability period varies in different segments of the KC: The primary period near the Luzon Strait and to the east of Taiwan Island is the intra-seasonal time scale; the KC on the continental shelf of the ECS is the steadiest segment without obvious periodicity, while the Tokara Strait shows the period of seasonal variability. The diverse periods are caused by the Rossby waves propagating from the interior ocean, with adjustments in topography of island chain and local wind stress. Supported by the National Basic Research Program of China (973 Program, Nos. 2007CB411804, 2005CB422303), the NSFC (No. 40706006), the Key Project of International Science and Technology Cooperation Program of China (No. 2006DFB21250) and the “111 Project” (B07036), the Program for New Century Excellent Talents in University (NECT-07-0781)     

基于Argo浮标资料的西北太平洋模态水的空间结构及年际变化

基于国际Argo资料中心提供的从2004年1月至2007年10月的浮标剖面资料,对西北太平洋模态水的时空变化特征进行分析.结合WOA01(the World Ocean Atlas 2001)资料,选定模态水主要形成区(30°～35°N,140°～155°E)作为研究区域,利用3月份的平均资料,给出西北太平洋模态水的空间结构为:北边界位于34.5°N附近,南边界可达30°N以南,东边界位于151.5°E,西边界可达140°E以西,深度为350 m以浅.通过对模态水核心区的逐月资料分析,揭示了其温度、盐度等的季节变化,并提出一种判别模态水范围的盐度判别法.结合海平面高度异常变化,初步分析了涡旋对模态水的影响,发现涡旋只能暂时改变核心区模态水的温盐结构,之后该区域模态水将基本恢复到正常状态.根据模态水2004-2007年的水文数据特点,发现在过去4 a中模态水性质基本稳定,变化很小.     

夏季黄海冷水团的多年际变化及原因浅析

基于ROMS(the Regional Ocean Model System)模式,以等温线范围变化作为黄海冷水团范围变化的示性指标,采用谱分析及相关分析的方法,分析夏季黄海冷水团范围变化。结果表明:黄海冷水团范围的变化存在明显的年变化特征,与纬向风速和经向风速相关,风速大则范围就大;黄海冷水团的范围还存在着5年的周期变化特征,其与ENSO现象相关;厄尔尼诺年时,滞后17个月的黄海冷水团的分布范围一般会较小;而拉尼娜年时,滞后17个月的黄海冷水团的分布范围会比较大。     

数值实验论证台湾暖流和对马暖流的关系

台湾暖流和对马暖流均为沿中国东部海域大陆架的北向流。有学者认为存在"台湾-对马暖流流系"。现有的研究均未涉及台湾暖流和对马暖流在该系统中各自的动力作用。本文作者发现在该系统中对马暖流扮演更为重要的角色。借助一个三维斜压模式,作者设计了几组数值实验来讨论台湾暖流和对马暖流之间的动力学机制。结果显示台湾暖流对对马暖流几乎没有影响,而对马暖流却对台湾暖流存在重要影响。尽管对马暖流位于"下游区",通过"源-汇"驱动作用,其可以诱生约0.5×106m3/s的台湾暖流水。作者认为,能量通过地形波传导理论可能为这一动力学机制的合理解释。     

近50年东中国海潜热通量的变化

利用1958—2006年OAFlux热通量资料,分析了东中国海海域潜热通量的长期变化特征,并探讨了与局地和太平洋海域影响因素的关系。结果表明:近50 a东中国海潜热通量显著增加,沿黑潮主轴增幅最大。通过分析阿留申低压区(30°N～60°N,160°E～140°W)风场的变化,发现其风应力旋度与东中国海潜热通量变化的主要影响因素海气比湿差存在显著的正相关,表明可能是北太平洋风应力旋度的变化而不是东中国海域风场的变化导致了潜热的长期增加。超前和滞后相关分析表明,东中国潜热通量的变化比北太平洋风应力旋度的变化存在4 a左右的延迟,可能是副热带环流对风场变化调整所需的时间。     

海气相互作用对“格美”台风发展的影响研究

西北太平洋是全球唯一一年四季都有热带气旋生成的海域,同时,我国沿海紧临该海域,是受热带气旋影响最为严重的国家之一.本文通过建立海气耦合模式,以西北太平洋西边界流系源区为研究区域,通过对"格美"台风的数值模拟结果分析,研究海气相互作用对热带气旋发展的影响,对提高台风的数值模拟及预报水平有重要意义.研究表明:耦合作用引起的...     

台湾以东黑潮流量的年际变化特征

利用长时间序列的石垣和基隆两个验潮站的海平面高度记录(18年)计算了台湾以东的黑潮流量,并结合风应力资料(SODA),探讨了台湾以东黑潮流量的年际变化及其和风应力旋度的关系。台湾以东黑潮流量的峰值出现在1980—1981、1982—1983、1986、1988及1991年。低值出现在1984、1990、1993—1995年。小波分析结果显示,台湾以东黑潮流量具有2—5年的显著周期(峰值在2年和5年);台湾以东北太平洋区域风应力旋度具有2—7年的显著周期(峰值在3年和6年)。在1980—1991年间,黑潮大弯曲频繁发生,台湾以东黑潮流量偏大,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较好;而在1991—1995年间,没有黑潮大弯曲发生,台湾以东黑潮流量偏低,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较差。     

“Tasman”海中的南太平洋副热带模态水

在位于澳大利亚的东海岸29°S附近的“Tasman”海洋锋面延伸区，从WOCE的PR11断面的观测中发现南太平洋副热带模态水的存在。在深度1500～2500Pa，南太平洋副热带模态水的温度范围为16．5℃～19．5℃，且温度梯度〈1．6℃／100m；密度范围为25．4～26．0kg·m^3，且位势涡度的梯度〈2×10^10^-1·s^-1。和北太平洋及北大西洋中的副热带模态水的形成过程一样，南太平洋副热带模态水由于南半球冬天失热引起的强烈的深混合而形成，与此同时，如浮标资料所示，深层的冷水会卷加进入混合层中。冬天南太平洋副热带模态水的形成过程中，局地的海洋涡旋起到了重要的作用。并且影响南太平洋副热带模态水第二年的分布型。在南太平洋模态水形成区，冬天深（浅）的混合层伴随着下降（上升）的温跃层与局地的反气旋（气旋）式得海洋涡旋有直接的关系。在反气旋存在的海域往往可以发现生成的副热带模态水的厚度〉50m且主温跃层的深度也要超过4500Pa。     

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