东台湾水道黑潮入流的观测分析

IOCAS-IR > 海洋环流与波动重点实验室

	东台湾水道黑潮入流的观测分析
	闫晓梅
学位类型	博士
导师	孙澈
	2012-10
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	物理海洋学
关键词	黑潮东台湾水道 Pcm-1锚定观测
摘要	黑潮由台湾东北入侵东海并对中国近海的环流结构、营养盐分布与物质输运产生重要影响。本论文从观测资料分析的角度研究了东台湾水道(East Taiwan Channel)黑潮入流的结构及变异，采用WOCE PCM-1断面潜标、潮汐站、卫星高度计、同化模式等时间序列资料，通过滞后相关分析方法揭示了一些新的现象，并在此基础上提出一个随机黑潮急流模型。进一步比较发现SODA等大洋环流模式基本不能反映东台湾水道黑潮入侵流的中尺度变异特征。论文主要成果如下：（1）垂直与水平滞后相关分析。东台湾水道西侧不同深度的温度与速度随时间的变化基本一致，无明显位相滞后；水道中部上层温度滞后深层，水道东侧浅层温度和速度都显著超前于深层。这和Sun (2007) 给出的斜压不稳定波的温度相位倾斜定理相悖，表明东台湾水道的黑潮入流不具有斜压不稳定性；水平方向上，水道西侧的温度、速度、海表高度均滞后于水道东侧，反映了存在自东向西的信号传播，进一步证实了台湾以东黑潮受来自太平洋内区的中尺度涡影响。在以上观测基础上，提出一个黑潮急流的随机概念模型，从统计学角度揭示了由中尺度涡、锋面波等导致的黑潮流轴摆动对断面潜标观测数据的水平相关性起着决定性影响。（2）黑潮流轴、流量与流速垂直旋转的关系。当西传的暖涡靠近台湾东岸，石垣的海表高度升高，黑潮流轴平直流向东北，东台湾水道的黑潮流轴西偏向岸，流轴速率增大且流向偏东，黑潮流量偏大，水道西侧的水平流速自上而下逆时针旋转异常，而水道东侧海流顺时针旋转异常；反之当暖涡远离台湾，石垣的海表高度降低，台湾东岸存在一个气旋式冷涡，使得台湾以东黑潮流轴发生气旋式弯曲，宜兰海脊处的黑潮流轴速率较小且位置东偏离岸，台湾东北黑潮流向偏西北入侵东中国海陆架，此时黑潮流量偏小，水道西侧的水平流速自上而下顺时针旋转异常，而水道东侧海流逆时针旋转异常。总之，水道西侧海流自上而下多为顺时针旋转，平均为下降流，而东侧为逆时针旋转，平均为上升流。该结果经过MITgcm模式理想实验得到验证。（3）东台湾水道黑潮流量的反演。利用石垣、基隆、苏澳三个验潮站反演台湾以东的黑潮流量，发现石垣-基隆的海表高度差的反演效果较好，相关系数为0.73，均方根差是2.45Sv。而由ADT的海表高度资料反演PCM-1断面黑潮流量效果最好的海表高度差并非是在断面两端，而是在（24°N，123.5°E）与（27.25°N，123.25°E）之间，相关系数达到0.83，均方根差为2.04Sv。分析SODA同化资料也得到类似的结果，即反演台湾以东PCM-1断面黑潮流量最好的海表高度差并非是在断面两端，而是位于台湾东北东海陆坡上一点。进一步的MITgcm模式理想试验表明海脊陡峭地形导致的地转流失稳是造成这一现象的原因之一。在此基础上，分析了由卫星高度计资料反演的1992-2010年间的台湾以东黑潮流量，发现存在很强的年际变化。小波分析显示黑潮入流存在2年、5年的显著周期，其月平均流量比PDO指数滞后3个月时达到最大正相关0.26。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17929
专题	海洋环流与波动重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	闫晓梅. 东台湾水道黑潮入流的观测分析[D]. 中国科学院研究生院,2012.

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东台湾水道黑潮入流的观测分析-闫晓梅.p（5099KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览