北太平洋西边界流系的某些特征及变化规律研究

发布时间：2020-09-25 19:15

　　北太平洋西边界流系同时连接着太平洋亚热带环流和热带环流,它的变化无论对全球还是区域的气候变化都具有重要意义。由于时空上的高度变异性,加上观测资料匮乏,对该流系的特征和变化规律目前尚不明了。本文利用ARGO剖面浮标的观测资料、卫星高度计资料及该区域模式同化结果,重点研究了以下几个方面内容:棉兰老流区环流特征和涡旋结构;台湾岛以东涡旋的运动特征及东海黑潮在不同区域的速度变化;日本四国海盆内不同尺度反气旋涡的特征。在以下几个方面有所创新:证实了棉兰老反气旋涡(Mindanao Anticyclonic Eddy;MAE)的存在,对其空间结构和变化规律进行了详细而深入的分析,并初步探讨了MAE的形成机制及其与棉兰老潜流的关系。浮标观测资料表明,位于棉兰老东侧的棉兰老潜流并非一支独立的北向流,而更像是MAE的一个西侧分支。棉兰老潜流在到达棉兰老岛东侧以前,由于那里多支海流交汇存在着较强的流剪切,棉兰老潜流分裂为MAE。根据水团分析表明,MAE中含有来自南太平洋的水团。由浮标轨迹及其在水下的漂移速度分析表明,南太平洋水可能由新几内亚沿岸潜流(NGCUC)和棉兰老潜流(MUC)携带进入MAE中。对台湾岛东南海域各种中尺度涡动力学特征的分析表明,这些涡旋是Rossby波西向传播的结果。根据ARGO剖面浮标捕获的一个气旋涡动力参数计算结果,该气旋涡的传播速度大约4.2cm/s。这些涡旋对黑潮流量影响是巨大的。吕宋海峡东侧,黑潮可以深达2000m且流速达10cm/s以上。东海黑潮在其流径上流速变化较大,可以分成三个不同部分。分析表明,在日本南部四国海盆中反气旋涡活动异常频繁。在深达2000m的水层上,仍然存在海盆尺度的反气旋环流和尺度较小的反气旋涡。而且四国海盆内的反气旋涡与熊野滩-远洲滩外的冷涡强度变化呈反位相关系。在2004年8月到2005年4月期间,熊野滩-远洲滩外的冷涡异常强劲,而且位置比较稳定,此期间黑潮可能出现了大弯曲路径。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2006
【中图分类】：P722
【部分图文】：

西边界流,北太平洋,热带太平洋

分别形成黑潮延伸体和北赤道逆流（NECC）（图1.1）。回顾近二十年来该区域的研究成果，我们将北太平洋西边界流系由南向北分为热带太平洋、台湾岛以东和日本以南三个部分分别讨论。图 1.1 北太平洋西边界流系结构。改自 Tomczak and Godfrey (2001)。1.2.1 热带太平洋西边界流系热带太平洋的西边界形状非常不规则，主要由与大陆分离的呈弧状分布的菲律宾群岛构成（图 1.2）。另外，此区域风场变化也非常复杂，除了很强的热带季风外，与 ENSO 有关的风场的年际变化也非常显著。地形的复杂和气候条件的多变性使得热带太平洋西边界流系异常复杂。早在上个世纪 60、70 年代，许多学者(Wyrtki 1961; Nitani 1972 )利用该海区的水文观测资料，对该流系的输运进行了研究；从 80 年代至今，随着观测手段不断更新换代和观测方法的改进，对该海域的观测也越来越多，如TOGA、TAO、WOCE 及 CLIVAR 等，取得了大量实测资料，使得该流系的研究也更加深入；很多学者(Lukas et al. 1996；Yaremchuk et al. 2004；Qiu et al. 1996；Metzger et al. 1996)还利用线性和非线性的约化重力模式成功地模拟了低纬度太平洋的季节和年际变化

西边界流,热带太平洋

北太平洋西边界流系的某些特征及变化规律研究3图1.2 热带太平洋西边界流系分布（A 为吕宋岛，B 为棉兰老岛，C 为加里曼丹岛。NEC：北赤道流，KC：黑潮，MC：棉兰老流，ME：棉兰老冷涡，HE：哈目黑拉暖涡，NECC：北赤道逆流

示意图,剖面浮标,浮标,示意图

北太平洋西边界流系的某些特征及变化规律研究相邻两点的距离小于在这两个位置的定位误差，则显然这两个位置点不足以代表浮标在两个时刻的运动点，而仅能相当于浮标在表面运动的一个有效位置点。因此，文中对每一个浮标表面位置序列中，凡是相邻点间距离小于其定位误差的两点选择其一。

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