基于湾流海域船载ADCP观测资料的地转平衡态和非地转动能分析

摘要

本研究基于湾流海域14a(2005—2018年)船载ADCP观测的水平流速数据,利用Helmholtz分解和波数谱分析等方法,分离了海域内的地转平衡态涡旋运动和非地转内波运动,分析了两者的动能在连续波数谱空间的转换尺度,并初步探讨了影响湾流海域转换尺度的潜在因素。研究结果表明,湾流强流区的地转平衡态运动活跃,其转换尺度小于10km,且季节性差异较小;弱流区的非地转运动显著强于强流区,其转换尺度约为15km,夏季(~28km)明显大于冬季(~13km);湾流海域的转换尺度受夏秋季频繁发生的飓风向海洋输入的近惯性波动能量影响。同时,湾流海域转换尺度的深度变化结果表明,转换尺度与亚中尺度范围内地转平衡态运动的动能水平呈负相关关系,当地转平衡态运动的动能占主导时,转换尺度相应减小,较小的转换尺度对应较弱的非地转内波动能和较强的地转平衡态动能。本研究关于地转运动和非地转运动的有效分离,有助于理解海洋不同尺度的动力过程及其能量转化。