IOCAS-IR  > 海洋环流与波动重点实验室
全球深海摩擦耗散及跨密度面混合效应的研究
黄超
学位类型博士
导师徐永生
2018-05
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院海洋研究所
关键词湍流混合 跨密度面水体输运 底部流重构 底边界层摩擦耗散 能量收支
摘要
底边界层摩擦引起的能量耗散是深层海洋动能消耗的主要途径之一。然而,摩擦耗散的空间分布及其在全球范围内的耗散总量仍然有争议。利用表面地转流的正压分量和632个位置的底部流现场测量时间序列,本文给出了底部摩擦耗散率的估计。同时,在参数化方法中,本文将海底粗糙度作为一个影响摩擦效率的参数改善参数化方案。本文计算了摩擦耗散率在全球海洋的分布及其全球耗散总量约为0.26 TW。这部分摩擦耗散大约66%发生在南大洋,这一比例与风输入南大洋表面地转流的能量比例一致。在底边界层摩擦耗散率研究的基础上,本文使用了更多的底部流长期观测数据,在重建底部流速过程中去除了海表地转流斜压分量的影响并考虑了海底粗糙度的影响。全球海底边界层摩擦耗散的估计对维持深海密度结构及理解深层海洋动能收支平衡具有重要意义。
全球海洋内部跨等密度面的水体输运是大洋深层水返回近表层的重要途径之一。然而,跨等密度面水体输运的量及其随季节的变化仍不清楚。本文使用广泛分布的Argo剖面数据,根据细尺度参数化方法和经典平流-扩散平衡,计算了全球海洋在500米、750米及1000米深度处的能量耗散率和跨等密度面水体输运。跨密度面水体涌升的净值为5.2±0.81 Sv (Sverdrup),大约占全球深层水生成量的五分之一。南大洋是深层水跨密度面涌升的主要区域,南大洋深层水涌升量占全球总量的一半以上,而水体跨密度面下沉主要发生在北大西洋北部。跨密度面水体输运的季节性变化在500米深度处尤为显著,且随深度的增加季节性变化减弱,这表明维持混合的能量源可能来自于海表。在南大洋,1000米深度处跨密度面的输运有明显增强,这与较强的底部流和海底粗糙地形相互作用而在海底生成的内波密切相关。本文给出的大洋内部跨等密度面输运量的估计对理解海洋能量收支平衡和全球经向翻转环流有重要意义。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/154533
专题海洋环流与波动重点实验室
第一作者单位中国科学院海洋研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
黄超. 全球深海摩擦耗散及跨密度面混合效应的研究[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2018.
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