东南印度洋的海洋锋及其变化研究

摘要

南极绕极流(ACC)中斜压输送占主要部分，而相关锋面的斜压输送又构成了总斜压输送的主要部分，因此研究锋的形态特征及其变化对于了解ACC具有重要意义。由于南大洋的海域面积巨大，且天气条件恶劣，对锋面的认识在时间和空间上还极为有限。绝大多数对锋的研究都基于传统的温盐观测，主要集中在南半球夏季，空间分辨率不高，且主要分布在南极考察补给船的航线上，缺少全面连续的观测。南印度洋又是南大洋中了解较少的海区，而中国的南大洋调查主要在东南印度洋开展，因此本文选取东南印度洋70°～150°E之间的锋作为研究对象。 东南印度洋的锋大多伴有强斜压地转流。本文抓住这一特征，从强流这个角度来研究和识别锋，阐述了各锋的锋面流特征。在此基础上，进一步阐明了115°E断面各主要锋在平均状态下的锋面位置、流速和宽度等特征及可能的变化。从涡动能和温盐两个角度研究了东南印度洋各锋的变化，并对各锋的形成机制进行了初步探讨。主要结果如下： 1.南极绕极流中亚南极锋(SAF)、第一极锋(PF1)及南绕极流锋(SACCF)的位置和走向可以由强流所在位置更为精确地确定。SAF和PF1总是对应着流速一般在40cms-1以上的强流，第二极锋(PF2)并不一定与强流对应，SACCF对应的流速明显小于SAF和PF1，但仍可以强流法予以辨认。在涡旋活动的影响下SAF的锋面流会加强和发生分裂。 2.在115°E断面，ACC的主轴在平均状态下主要由两部分构成，分别对应于SAF和极锋区的PF2和PF1。SAF的平均位置在46°S，平均纬向流速达49cms-1。极锋区的东向输送流幅宽达4.3个纬度，大于SAF的输送，其间有多个速度峰值，反映了该断面的PF2和PF1具有较大的南北摆动幅度，甚至可能分裂为多个锋。SACCF的平均位置在59.7°S，平均纬向流速略小于20cms-1。 3.在东南印度洋远离海脊和海台的深海盆以及海脊和海台的走向与ACC主轴平行的海域，高涡动能(EKE)主要由周期大于90天的变化产生。SAF在东南印度洋没有一致的季节变化。低频EKE在克尔盖伦岛东北方和澳大利亚西南方的上升趋势较为明显与不同海域海平面变化趋势不一致有关。 4.埃克曼抽吸导致的表层水辐聚是STF产生和维持的原因。绕极深层水(CDW)与变性绕极深层水(MCDW)的温盐特征差异导致了SACCF的形成，旋度负最大值很可能决定了SACCF的强度：负最大值越大，锋强度越强。在PF1以北，辐聚下沉并北移的AASW与SAMW之间温盐特征的巨大差异可能是导致SAF形成的主要原因。局地的埃克曼辐聚可能只在某些时候起到了维持SAF的作用。

目录

文摘

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第一章绪论

1.南大洋总论

2.东南印度洋环流、水团和锋面研究综述

3.本研究的目标

第二章上层东南印度洋的水文特征

L引言

2.数据

3.温盐结构和水团

4.锋面的确定和各锋面特征

5.表层混合层(SML)与冬季水(WW)特征的空间变化

6.主要结果

7.讨论

第三章东南印度洋各锋面的流特征

1.引言

2.数据

3.各断面的实测流和锋面

3.1WOCE S05航次

3.2WOCE I085/I09S航次

3.3WOCE SO3-SO4I和UAC航次中塔斯马尼亚岛至南极大陆边缘断面

3.4WOCE au9604航次

3.5WOCE S04I航次

3.6中国第14次南极考察ADCP06断面

4.讨论

5.主要结果

第四章东南印度洋各锋位置的变化及其与风场变化的关系

1.引言

2.数据

3.东南印度洋夏季(10～3月)和冬季(4～9月)的锋面

4.风场变化与锋位置变化

5.讨论

6.主要结果

第五章卫星高度计在东南印度洋涡动能和115°E断面锋研究中的应用

1.引言

2.数据

3.EKE变化

4.115°E经向断面上的锋

5.结论

第六章结语

1.主要结果

2.创新之处

3.存在的问题和未来研究计划

缩略语表

参考文献

致谢