【摘 要】
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南海是中尺度涡和内潮的高发地。南海西北陆坡区是西传中尺度和内潮的必经海域。中尺度涡剧烈的流场和层结变化可能对内潮产生重要影响。探究中尺度涡对内潮的调制作用,对理清内潮和中尺度涡的演变规律、认识多尺度相互作用机理具有重要意义。因此,本文基于2018年10月至2020年2月南海西北部陆坡处的锚系观测数据,分析中尺度涡靠近、控制和远离过程中,内潮频率(周期)、水平动能(HKE)、有效势能(APE)和内潮
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南海是中尺度涡和内潮的高发地。南海西北陆坡区是西传中尺度和内潮的必经海域。中尺度涡剧烈的流场和层结变化可能对内潮产生重要影响。探究中尺度涡对内潮的调制作用,对理清内潮和中尺度涡的演变规律、认识多尺度相互作用机理具有重要意义。因此,本文基于2018年10月至2020年2月南海西北部陆坡处的锚系观测数据,分析中尺度涡靠近、控制和远离过程中,内潮频率(周期)、水平动能(HKE)、有效势能(APE)和内潮能通量等特征变化及可能的调控机制。主要结论如下:(1)观测站位以O1潮、M2潮为主。观测期间内共出现9个暖涡、4个冷涡。根据涡度以及海面高度,将涡旋过程分为靠近、控制和远离三个阶段,其中靠近有7例(暖涡5例),控制有9例(暖涡8例),远离4例(暖涡3例)。(2)流速谱分析显示,半日内潮在不同涡旋过程周期基本不变,其功率谱密度峰值在涡旋靠近和远离过程偏大(对比无涡旋过程,下同),在涡旋控制过程偏小;全日内潮周期则在涡旋控制和远离过程中出现红移(频率变低),其功率谱密度峰值在涡旋三种过程均偏小。(3)非相干内潮分析结果显示,在涡旋控制过程中,全日和半日内潮的HKE均明显低于无涡旋过程;而在涡旋靠近或者涡旋远离过程中,非相干全日和半日内潮的HKE接近或高于无涡旋过程。在中尺度涡三种过程,全日(非相干)内潮HKE的变化幅度均大于半日(非相干)内潮的HKE变化。(4)模态分解结果显示,全日内潮第3模态HKE最大,半日内潮第2模态占主,而APE均第1模态占主导。有涡旋时,全日内潮第4模态占比减小、第2模态增大,涡旋控制过程变化最大;半日内潮在中尺度涡远离过程变化较大,表现为第4模态向第3模态迁移。全日与半日内潮的APE均在涡旋控制过程中由高阶模态向低阶模态迁移。(5)观测期间,全日内潮能通量具有明显的季节变化,秋冬季主要是南向,春夏主要是北向,且秋冬大于春夏;半日内潮能通量则具有月周期的变化。中尺度涡控制过程全日内潮能通量低于涡旋靠近和涡旋远离过程;半日内潮能通量的大小也均大于无涡旋过程,但不同涡旋过程中变化各异,响应不明显。(6)对比内潮能量与涡旋性质,结果显示内潮能量变化与涡旋极性、涡旋强度关系不明显,与涡心的距离有关。离涡心100-150 km范围内,内潮能量最大,即涡旋边缘内潮增强,而涡心处内潮的能量降低。
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