斜压Rossby波与台湾以东黑潮

摘要

本文应用PCM-1断面、卫星高度计、漂流浮标、SODA、WOA01等资料分析了台湾以东黑潮的流量和北太平洋第一斜压模Rossby波、第二斜压模Rossby波的特征及它们之间的关系，揭示出大洋对黑潮影响的特有方式：即黑潮流量的100天变化是第一斜压模Rossby波以涡旋活动的形式影响的结果，而黑潮流量的年代际变化是第二斜压模Rossby波以温跃层厚度变化的形式影响的结果。在有关问题的研究中得到了以下前人没有揭示或涉及的成果： 台湾以东的黑潮受到从大洋内区传来的气旋性涡旋和反气旋性涡旋影响，本文发现涡旋对黑潮影响最“有效”的区域为22°-24°N，117.5°-124°E，从大洋内区而来的涡旋只有传到此关键区，才能影响台湾以东的黑潮。 涡旋对黑潮影响是复杂的，可以分为四种不同的影响过程。前两种为一般情形：正常/弱反气旋性涡旋通过增大海平面高度差而增大了黑潮流量，而对黑潮流轴的影响不大；正常/弱气旋性涡旋仅仅减弱了黑潮流轴以东反气旋性一侧的水体，使黑潮流轴产生向岸靠拢，减小了黑潮流量。后两种则为特例，强反气旋性涡旋使分流部分黑潮水体，向琉球群岛以东流去，使黑潮流轴产生向岸弯曲，减小了黑潮流量；而西北向传播的强气旋性涡旋可以卷入到黑潮中，完全改变了黑潮的结构，使黑潮流轴产生强烈的离岸弯曲，显著的减小黑潮流量。 涡旋不仅影响流量，同时改变着黑潮的热结构：气旋性涡旋和反气旋性涡旋所带来的冷暖平流引起了黑潮100m深处显著的温度变化，而气旋性涡旋和反气旋性涡旋对温跃层抬升和下压强烈改变着黑潮400m深处的温度。黑潮断面上的温度异常，其中有一半是由涡旋所引起的。 研究发现：北太平洋副热带潜沉区的海表温度的异常通过第二斜压模Rossby波，沿海洋的内部通道可以在6～8年后部分地到达台湾以东，从而影响黑潮流量。七十年代初，北太平洋中部区域有“暖信号”潜沉，影响台湾以东黑潮，对应1977-1989年黑潮高流量期。造成流量增大。七十年代末，北太平洋中部区域有“冷信号”潜沉，于80年代末影响台湾以东黑潮，另一方面，1989年后，风应力旋度减弱，即“冷信号”和外界强迫的正压调整的共同作用，使黑潮由高流量期“跳跃”到低流量期。 第一斜压模Rossby波是海洋中的“风暴”，在季节内尺度上改变着黑潮，而第二斜压模Rossby波将会引起黑潮流量的更低频变异。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章前言

1.1台湾以东黑潮流量的研究进展

1.2第—斜压模Rossby波的研究进展

1.3第二斜压模Rossby波的研究进展

1.4本文拟研究内容

附图

第二章资料与计算方法

2.1资料

2.1.1 PCM-1断面资料

2.1.2.卫星高度计资料

2.1.3.漂流浮标资料

2.1.4.验潮站海平面高度观测资料

2.1.5.大洋底地形资料

2.1.6.SODA资料

2.1.7.World Ocean Atlas 2001(WOA01)资料

2.2.资料处理方法

2.3.台湾以东黑潮流量的计算

2.3.1根据SODA资料直接计算黑潮流量

2.3.2动力高度法

2.3.3海平面高度差法

附图

第三章第一斜压模Rossby波对台湾以东黑潮的影响

3.1来自大洋内区的第一斜压模Rossby波

3.2涡旋对黑潮的影响机制

3.2.1正常\弱反气旋性涡旋对黑潮的影响机制

3.2.2正常/弱气旋性涡旋对黑潮的影响机制

3.2.3强反气旋性涡旋对黑潮的影响机制

3.2.4强气旋性涡旋对黑潮的影响机制

3.3涡旋对PCM-1断面温度场的影响

附图一

附图二

附图三

第四章第二斜压模Rossby波对台湾以东黑潮的影响

4.1经典的Rossby波动理论及其波动特征

4.2温度异常信号的潜沉及对黑潮的影响

附图一

附图二

第五章结论与展望

参考文献