黑潮延伸区中尺度涡与低频海流的相互作用

摘要

本文采用 SODA同化资料和 OFES模式数据，对黑潮延伸区中尺度涡和低频海流的相互作用进行分析。通过探讨黑潮延伸区中尺度涡涡通量与低频海流的关系，以及涡强迫对低频海流的影响，诊断分析了大气中存在的一种中尺度涡对低频流正反馈过程在黑潮延伸区的作用状况。
　　通过滤波和时间平均等统计分析方法提取中尺度涡和低频海流，对中尺度涡涡通量和低频流进行相关分析，两种资料的分析结果一致。经向涡通量与纬向低频流的相关系数以及纬向涡通量与经向低频流的相关系数均有正有负，非常零散，没有明显的相关倾向，也没有表现出正反馈所特有的高值正相关和负相关。更进一步计算空间每点时间序列涡通量逆时针旋转到低频流的角度，统计涡通量指向低频流左侧的频率，在整个区域内大于0.5和小于0.5的情况是并存的，没有表现出左手规则特有的大于0.5占优的特征。将涡通量逆时针旋转到低频流的角度每30?一组，分为12个组进行统计，整体上正值和负值相差不大，发现每组的频率都在平均值1/12附近，分布很均匀，没有显著的高值角度。这些结果与大气中的正反馈得到的左手规则完全不符，这表明该规则在黑潮延伸区表现不明显。
　　使用低频流纬向流速的经向梯度表示低频流的旋转方向，诊断涡通量辐聚和低频流的关系，两种资料分析结果相同。低频流纬向流速经向剪切和涡通量辐聚所形成的散点没有全部集中到表征正反馈的一三象限，而是在所有象限均有分布且频率大致相同。对散点分布进行线性拟合，斜率为负，即随着气旋式或反气旋式低频流的加强，涡通量取正值或负值的量值是增加的，但是二者的的线性拟合的斜率很小，结果不显著。使用一点相关重新构造中尺度涡的涡包结构，诊断分析涡强迫变化对应涡结构的变化和低频流异常的产生，虽然存在涡包结构的倾斜和拉伸，但是涡包结构的分布大体是沿着黑潮延伸体主轴分布的，没有明显的分布规律。
　　在涡活动的基础上分析了涡强迫的空间模式，发现涡强迫沿着黑潮延伸体主轴呈片状分布，在弯曲的槽附近存在气旋式强迫趋势，在脊附近则存在反气旋式的强迫，维持了黑潮延伸体弯曲，中尺度涡对气候态时间平均流存在加强的作用。这表明由于黑潮延伸体弯曲的存在，大气中存在的正反馈作用对年以上多种尺度低频变化的作用远不不如对气候态时间平均流的作用。
　　在黑潮延伸区由于主轴弯曲的存在以及复杂而强烈的中尺度涡活动，在大气中存在的中尺度涡对低频流的正反馈很微弱，不是该区域中尺度涡和低频流相互作用的主要机理，但是在研究中尺度涡和气候态时间平均流关系时还是很有必要考虑这种反馈作用。

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1引言

1.1 研究背景

1.2中尺度涡与低频流相互作用的一种正反馈机制

1.3本文研究的主要内容

2 资料与方法

2.1 资料介绍

2.2 统计方法

2.3 相关物理量的定义

3黑潮延伸区左手规则的诊断分析

3.1 黑潮延伸区的涡动能分析

3.2低频流与涡通量相关分析

3.3本章小结

4中尺度涡对低频流的强迫

4.1 涡通量辐聚同低频流的关系

4.2 涡强迫异常和涡结构变化

4.3 涡强迫的空间模型

4.4 小结

5结论和展望

参考文献

致谢

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