印尼贯穿流源区马鲁古海和哈马黑拉海的水团来源分析
发布时间：2020-10-28 06:47
印尼贯穿流(Indonesia Throughflow,简称ITF)是低纬度连接太平洋和印度洋两个大洋的唯一通道,也是全球大洋环流的重要分支,对全球气候系统具有显著影响。相比于通过望加锡海峡和卡里马塔海峡的中、西部路径,ITF在东部源区马鲁古海和哈马黑拉海的研究较少。探究两个海域的水团来源、分布特征及时间变化规律对全面认识ITF及全球海气过程具有重要意义。本文主要利用气候态的World Ocean Atlas 2013(WOA2013)温盐数据和Simple Ocean Data Assimilation(SODA v3.3.1)流场数据,以及1997年1月至2013年12月Ocean General Circulation Model(OGCM)for Earth Simulator(OFES)高分辨率的月平均温盐和流场数据,分析了ITF东部源区马鲁古海和哈马黑拉海的水团特征、垂向结构以及不同深度上的水团来源,并探究了其季节与年际变化以及与季风和ENSO的关系。研究结果表明,气候态下,马鲁古海次表层的高温高盐水(特征密度24.5σθ,约150 m)来自于北太平洋,与北太平洋热带水(North Pacific Tropical Water)性质接近,哈马黑拉海次表层主要是来自南太平洋热带水(South Pacific Tropical Water);中层水以低温低盐为特征(特征密度26.8σθ,约480 m),马鲁古海的中层水来自南太平洋,受南极中层水(Antarctic Intermediate Water)控制,哈马黑拉海的中层水是从马鲁古海而来的南太平洋水;在深层(特征密度27.2σθ,约720 m),马鲁古海的水源倾向于班达海北部及塞兰海,与太平洋水无关,哈马黑拉海由于地形阻挡难以与太平洋直接发生水团交换。在季风作用下,次表层马鲁古海水源有季节性变化,在冬季风作用下水源以南太平洋水为主,在夏季风作用下水源以北太平洋水为主;哈马黑拉海的水源在冬季风作用下受南太平洋控制,在夏季风作用下受南、北太平洋的共同作用。中层,马鲁古海水主要来自于班达海,不受季风的影响;哈马黑拉海水在冬季风作用下来源于南太平洋,在夏季风作用下受班达海水的控制。到了更深的深层水,两个目标海域水源都是以南太平洋水为主,无季节性变化。在年际尺度上受ENSO的影响,在次表层,厄尔尼诺期间,北太平洋的水进入了马鲁古海,而哈马黑拉海的水主要受南太平洋控制;在拉尼娜期间,南太平洋水北上态势增强,通过ITF的东部路径马鲁古海和哈马黑拉海进入ITF。对于中层水,马鲁古海水以班达海,哈马黑拉海的水受南太平洋水的控住;深层水两个海域水团来源都是南太平洋。上述结果有助于认识印尼海区的水团特性及更好理解海气相互作用。
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P731.16
【部分图文】：
图1-1 ITF流经区域地形图及三条流入路径. 绿色、红色和蓝色箭头线分别代表ITF的西部、中部和东部路径Fig.1-1 Map of Indonesia seas and surrounding oceans. Green, red and blue lines witharrows represent the west, central and east pathways of the Indonesia Throughflow (ITF)关于 ITF 的流量研究结果还有很多，Meyers 等利用抛弃式温深计（XBT）在热带东南印度洋 6 年的温度观测资料，通过温盐关系，计算得到 ITF 的年平均输送量为 5 Sv[18]；Quadfasel 等利用海流计观测数据，加上地转流估算的方法，得到 1987 年 10 月期间印度洋南赤道流上层 500 m 的总流量为 22 Sv，而 ITF 的输运量接近占总输运量的一半[19]；Gordon 等根据 2004-2006INSTANT 计划，对ITF 主要入口和出口为期三年的海流观测数据，得出 ITF 的平均输运量约为 15Sv[7]；Fieux 等根据热带东印度洋的 2 个温盐断面在 1989 年 8 月的数据，计算得到 ITF 的输运量大约为 18.6 Sv[20]；这些研究结果表明，ITF 流量在不同时间不同观测深度上表现出明显的差异，并且以往的研究都比较注重望加锡海峡和卡里马塔海峡这两个主要入口。和中、西路径相比，目前关于 ITF 东部路径在马鲁古海和哈马黑拉海的研究相对较少。
广东海洋大学硕士学位论文7图 2-1 a.太平洋 160.125°E 断面上 2000 m 的盐度分布图. 其中黑色等值线代表等位密线，黑色箭头表示次表层和中层来自南北太平洋的典型水团, b.断面平均的位密剖面图Fig.2-1 a. Distribution of salinity along section 160.125°E in the upper 2000 m in the Pacific.Black lines represent the isopycnals of potential density. Black arrows represent the typicalwater masses in the subsurface and intermediate layers from the North Pacific and theSouth Pacific. b. Vertical distribution of the average potential density along 160.125°E由于 WOA2013 数据在时间尺度上仅有气候态数据，无法进行更小尺度的季节变化和年际变化的分析，所以本研究选取了由 the Ocean General CirculationModel (OGCM) for Earth Simulator (OFES) 提供的高分辨率的温盐、流场数据，该数据是基于 the Geophysical Fluid Dynamic Laboratory’s Modular Ocean Model(MOM3)得到的模式数据，覆盖的范围从 75°S 到 75°N 的区域，并且具有很高的水平分辨率，水平分辨率为 1/10o；在垂向上
NPTW 通常被认为是在 20°N，140°E-160°E 的副热带海区由于蒸发而产生，特征盐度为 34.9<S<35.2 psu[41],在向南扩展的过程中，NPTW 的特征盐度下降[8]，到达本文研究太平洋区域时特征盐度为 34.9<S<35.1 psu，与本文所得结果较为一致。中层的 NPIW 是来自亚极地区的水团在亚极地-热带锋区转化而成，其特征盐度为 S<34.2 psu[42],在向南扩展中，NPIW 的特征盐度增加，达到本文研究太平洋区 S<34.4 psu。与北太平洋 T-S 曲线特征类似，南太平洋海区 127°E-150°E , 0°-3°S 的水团特征也呈现反“S”形状，如图 3-1b 所示。该海域是新几内亚沿岸流流经区域，也是南太平洋水团到达研究海域的必经之地。相比于北太平洋的两个典型水团，南太平洋次表层髙盐的 SPTW 和中层低盐的 AAIW 这两个典型水团的特征盐度和密度都明显增大，增值分别在 0.2 psu 和 0.2 kg m-3左右。SPTW 在 18°S，150°W-120°W 南太平洋副热带海区的产生，向北扩展，并可以越过赤道，到达5°N-7°N 附近[43,44]。在研究海区，SPTW 特征密度为 24.0σθ，特征盐度 S>35.2 psu。AAIW 在南极幅聚带内产生，在中低纬太平洋的中层深度上向北扩展[45]。在研究海区，其特征密度约为 27.0σθ，特征盐度 S<34.56 psu。
【参考文献】
本文编号：2859741
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P731.16
【部分图文】：
图1-1 ITF流经区域地形图及三条流入路径. 绿色、红色和蓝色箭头线分别代表ITF的西部、中部和东部路径Fig.1-1 Map of Indonesia seas and surrounding oceans. Green, red and blue lines witharrows represent the west, central and east pathways of the Indonesia Throughflow (ITF)关于 ITF 的流量研究结果还有很多，Meyers 等利用抛弃式温深计（XBT）在热带东南印度洋 6 年的温度观测资料，通过温盐关系，计算得到 ITF 的年平均输送量为 5 Sv[18]；Quadfasel 等利用海流计观测数据，加上地转流估算的方法，得到 1987 年 10 月期间印度洋南赤道流上层 500 m 的总流量为 22 Sv，而 ITF 的输运量接近占总输运量的一半[19]；Gordon 等根据 2004-2006INSTANT 计划，对ITF 主要入口和出口为期三年的海流观测数据，得出 ITF 的平均输运量约为 15Sv[7]；Fieux 等根据热带东印度洋的 2 个温盐断面在 1989 年 8 月的数据，计算得到 ITF 的输运量大约为 18.6 Sv[20]；这些研究结果表明，ITF 流量在不同时间不同观测深度上表现出明显的差异，并且以往的研究都比较注重望加锡海峡和卡里马塔海峡这两个主要入口。和中、西路径相比，目前关于 ITF 东部路径在马鲁古海和哈马黑拉海的研究相对较少。
广东海洋大学硕士学位论文7图 2-1 a.太平洋 160.125°E 断面上 2000 m 的盐度分布图. 其中黑色等值线代表等位密线，黑色箭头表示次表层和中层来自南北太平洋的典型水团, b.断面平均的位密剖面图Fig.2-1 a. Distribution of salinity along section 160.125°E in the upper 2000 m in the Pacific.Black lines represent the isopycnals of potential density. Black arrows represent the typicalwater masses in the subsurface and intermediate layers from the North Pacific and theSouth Pacific. b. Vertical distribution of the average potential density along 160.125°E由于 WOA2013 数据在时间尺度上仅有气候态数据，无法进行更小尺度的季节变化和年际变化的分析，所以本研究选取了由 the Ocean General CirculationModel (OGCM) for Earth Simulator (OFES) 提供的高分辨率的温盐、流场数据，该数据是基于 the Geophysical Fluid Dynamic Laboratory’s Modular Ocean Model(MOM3)得到的模式数据，覆盖的范围从 75°S 到 75°N 的区域，并且具有很高的水平分辨率，水平分辨率为 1/10o；在垂向上
NPTW 通常被认为是在 20°N，140°E-160°E 的副热带海区由于蒸发而产生，特征盐度为 34.9<S<35.2 psu[41],在向南扩展的过程中，NPTW 的特征盐度下降[8]，到达本文研究太平洋区域时特征盐度为 34.9<S<35.1 psu，与本文所得结果较为一致。中层的 NPIW 是来自亚极地区的水团在亚极地-热带锋区转化而成，其特征盐度为 S<34.2 psu[42],在向南扩展中，NPIW 的特征盐度增加，达到本文研究太平洋区 S<34.4 psu。与北太平洋 T-S 曲线特征类似，南太平洋海区 127°E-150°E , 0°-3°S 的水团特征也呈现反“S”形状，如图 3-1b 所示。该海域是新几内亚沿岸流流经区域，也是南太平洋水团到达研究海域的必经之地。相比于北太平洋的两个典型水团，南太平洋次表层髙盐的 SPTW 和中层低盐的 AAIW 这两个典型水团的特征盐度和密度都明显增大，增值分别在 0.2 psu 和 0.2 kg m-3左右。SPTW 在 18°S，150°W-120°W 南太平洋副热带海区的产生，向北扩展，并可以越过赤道，到达5°N-7°N 附近[43,44]。在研究海区，SPTW 特征密度为 24.0σθ，特征盐度 S>35.2 psu。AAIW 在南极幅聚带内产生，在中低纬太平洋的中层深度上向北扩展[45]。在研究海区，其特征密度约为 27.0σθ，特征盐度 S<34.56 psu。
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 杜岩;方国洪;;印度尼西亚海与印度尼西亚贯穿流研究概述[J];地球科学进展;2011年11期
2 张艳慧;于晓林;王凡;;基于历史资料和Argo资料的印尼贯通流次表层和中层水起源与路径探讨[J];海洋学报(中文版);2008年03期
3 刘钦燕;王东晓;谢强;黄企洲;;印尼贯穿流与南海贯穿流的年代际变化特征及机制[J];热带海洋学报;2007年06期
4 杨阳;周伟东;董丹鹏;;印尼贯穿流的诊断计算[J];热带海洋学报;2007年02期
相关博士学位论文 前1条
1 谢玲玲;西北太平洋环流及其与南海水交换研究[D];中国海洋大学;2009年
本文编号：2859741
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2859741.html
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