南海深层西边界流研究

摘要

南海是热带西北太平洋最大的边缘海，是具有深水特性的边缘海之一，因此深海大洋的动力过程也可能在南海内出现。南海环流对维持南海以及西北太平洋的热量及淡水平衡、调节印尼贯通流有着重要的意义。南海环流是一个三维的结构，作为南海环流的重要分支，表层环流的研究最为广泛。然而由于对南海中层及深层的观测非常稀少，所以人们对其流场结构的认识非常不足。研究结果表明0.8～2.5 Sv的太平洋深层水通过吕宋海峡入侵南海，在深层激发出气旋型的环流。深层水进入南海后，通过南海的强混合回到中层，并通过吕宋海峡回到太平洋。深层大洋中的环流都是与深层水的形成有关，深层内区的平均流动一般非常缓慢，流速一般是mm/s的量级。所以对内区的观测极为困难。但是，因为深层水源而产生的深层西边界流则是显著的特征。因此，本文借助2012年9月到2013年12月3个断面的锚定观测数据和HYCOM数值模式研究南海深层西边界流，描述深层西边界流的空间结构以及时间变异，并进一步讨论变异产生的物理机制。
　　通过对南海深层西边界区长达一年的观测，发现存在一支沿边界，自东北向西南方向的深层西边界流。流动垂直跨越2000米至4000米处的海底，水平流幅在40公里左右，水体通量为0.94 Sv。相对于平均流而言，流速存在强时间变异的特征。这种变异是由深层的西传Rossby波引起，波动的周期为100天，波动在垂向上会引起约50米的振幅。
　　HYCOM模式结果同样显示出西传信号。波动起源于南海东边界，主要沿着纬线向西传播，相速为3.47 cm/s。东西方向上存在4个标准波型。Rossby波的波长为269 km，周期为90天。波动引得流速振幅在上层1000米内最大，引起的流速振幅可达3 cm/s。流速振幅随着深度的增加而迅速减小，在1000米以下的远离边界的海区，流速振幅只有mm/s的量级，这是由于模式中模拟出来的是第一斜压模Rossby波。在靠近边界处，波动引起的南北方向流速振幅增强，可以达到1.5 cm/s。并且边界处波动西传相速变小，这可能与Rossby波在边界上的反射过程有关。本文对SLA数据进行分析，通过将海表面高度数据进行80天～120天带通滤波，同样发现带通结果中的西传波动，SLA反映出的西传波动是第一斜压Rossby波，如果其影响深度可以达到4000米的海底，那么其在深层西边界上的反射就可能会产生实际观测到的Rossby短波。

目录

声明

摘要

1．引言

1．1 南海地形介绍

1．2 研究现状

1．2．1 南海上层环流

1．2．2 南海中层和深层环流

1．3 科学问题的提出和本文的主要研究内容

2．南海深层西边界流观测研究

2．1 观测设置及仪器介绍

2．2 观测结果

2．2．1 平均流场

2．2．2 时间变异

2．3 本章小结

3．南海深层西边界流的模式模拟

3．1 模式简介及设置

3．2 模式结果

3．3 模式结果分析

3．4 本章小结

4．结论与展望

4．1 研究工作总结

4．2 本文主要创新点

4．3 未来工作展望

参考文献

致谢

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