【摘 要】
:
本篇论文针对地形影响狭窄通道溢流的动力过程开展资料诊断和理论研究,对印尼海及太平洋深层关键通道的底层溢流进行了个例分析,在海峡地形对深层环流动力特征及混合的影响方面取得了创新性的成果。首先,基于海洋观测,对利法马托拉海峡(Lifamatola Passage,简称利法海峡,位于赤道附近)的印尼贯穿流(ITF)深层分支的水动力学特征开展了诊断分析;在此基础上,将不考虑地转的、计算连通海盆的单一海峡溢
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
论文部分内容阅读
本篇论文针对地形影响狭窄通道溢流的动力过程开展资料诊断和理论研究,对印尼海及太平洋深层关键通道的底层溢流进行了个例分析,在海峡地形对深层环流动力特征及混合的影响方面取得了创新性的成果。首先,基于海洋观测,对利法马托拉海峡(Lifamatola Passage,简称利法海峡,位于赤道附近)的印尼贯穿流(ITF)深层分支的水动力学特征开展了诊断分析;在此基础上,将不考虑地转的、计算连通海盆的单一海峡溢流流量的堰流公式拓展到了考虑地转的、多通道连接海盆的情形,并应用到了南太平洋的萨摩亚海峡(Samoan Passage,位于8°S)。还通过水文观测数据对利法海峡内溢流的混合进行了定量估算,并结合数值模式与经典理论对萨摩亚海峡内溢流的不稳定性进行了分析。基于历史潜标观测和理论分析,本文首次阐明利法海峡溢流具有水力控制特征。使用传统的、无地转效应的、不同海峡横截面形状(矩形、抛物线形、三角形)的溢流流量计算公式,即所谓“堰流公式”,对溢流的体积通量进行估算。然后,使用现场水文断面观测资料,说明利法海槛下游存在强混合区域,通过Thorpe scale估算溢流层内每0.2℃平均的垂向扩散系数在2.3-10.1×10*+m-s*/。通过体积守恒和热力学平衡分析,指出混合对上层水体的卷挟使得溢流流量相比海槛附近流量的2.4 Sv,在下游放大0.6-1.2 Sv;估算下游封闭海盆(班达海,Banda Sea)的空间平均垂向扩散系数为1.6±0.5×10*+m-s*/。推导了地转效应影响下位势涡度为常数的连接海盆的多海峡溢流的“堰流公式”,可以在不直接测量流速的情况下,对西边界流区域狭窄海峡内的溢流流量进行估算。使用该修正的堰流公式估算深层西边界流在萨摩亚海峡的流量为3.3-7.4 Sv,与实测的年平均流量(5.4 Sv)相近。该堰流公式在海峡溢流受到水力控制(如萨摩亚海峡)但是东侧海底高原/岛屿以东海流不受水力控制(如马尼希基海底高原,Manihiki Plateau)的情况下具有普适性,可用于重要的大洋深层西边界流的估算(如北大西洋的丹麦海峡和法罗海台水道、大西洋洋中脊和西南太平洋的群岛通道等)。指出要维持海峡内部溢流的水力控制,海底高原/岛屿以东西边界流沿边界由于底摩擦耗散的能量必须与海峡中水跃区域内湍流混合耗散的能量相当。
其他文献
东南沿海地区是我国遭受风暴潮灾害和台风浪灾害最严重的地区之一,风暴潮灾害和台风浪灾害对人民的生命和财产安全构成了极大的威胁,几乎每年都会给我国造成巨大的经济损失和人员伤亡,所以对于风暴潮和台风浪的研究具有重要的现实意义和理论意义,研究风暴潮和台风浪的致灾机理及其对承灾物的作用是防灾减灾工作的必然要求。风暴潮过程存在着多种影响因素,各个因素并不是孤立存在的,它们之间有着非常复杂的相互作用关系,因此对
台湾东北附近海域是黑潮与东海陆架水体进行水交换最活跃和最关键的海区,同时也是东海陆架上多支黑潮分支流的生成源地。台湾东北黑潮跨陆坡入侵东海陆架的黑潮水体对东海的海洋环流结构、营养盐输入、海洋生物资源以及近海赤潮灾害等海洋环境的诸多方面均有十分重要的影响。因此,研究台湾东北附近海域的流场结构和变化规律对理解和预测东海海洋环境的变化具有重要的科学意义和实际应用价值。伴随黑潮在台湾东北显著入侵东海陆架的
2001年8月调查发现在钓鱼岛东北海域存在很强的冷水涌升现象,本文根据收集的调查资料分析了该冷水涌升过程,将其命名为‘钓鱼岛东北冷涡’,并分析了其特征和季节变化规律,发现该冷涡是季节性冷涡,每年都会夏季出现。由于调查时间和空间上的局限性,本文又利用ROMS模式模拟了东海南部的水动力特征,研究了钓鱼岛东北冷涡的形成和维持机制,并分析了其与流场的关系。获得了以下几点成果。(1)钓鱼岛东北冷涡是由于底层
内潮在层化海洋中普遍存在,它是由正压潮流与大陆坡,海脊,海底峡谷等复杂海底地形相互作用产生。内潮的破碎和耗散会在局地和深海海盆引起强垂向混合,这对维持经向翻转环流起着重要作用。背景环流通过改变层结,调制着内潮的生成和传播。由于背景环流场存在着不同时间与空间尺度的信号,内潮在其调制作用下也会存在时空变化。我们通过高分辨率的三维数值模式来研究在印太环流系统的影响下,M2内潮的能量收支与辐射路径的变化。
黑潮延伸体(Kuroshio Extension:KE)在年代际尺度上具有典型的双模态特征:稳定模态和不稳定模态。考虑到黑潮延伸体不同模态下海水盐度、温度异常变化对大气环流、海洋水团、鱼类生存等方面的重要影响,本文首先利用观测和再分析资料探究黑潮延伸体双模态(年代际变化)对其周围区域海水盐度、温度异常季节变化的影响。通过分析发现黑潮延伸体年代际变化对黑潮-亲潮交汇(Kuroshio-Oyashio
中国东南沿海区域经济富庶、城镇密集,同时也长期遭受台风灾害的侵扰。分析台风以及台风引起的风暴潮的危险性,预测可能发生的极值风速与风暴增水,对这些地方结构的抗风设计以及防灾减灾至关重要。本文首先以中国东南沿海城市深圳市为例,采用传统的Monte-Carlo方法分析其台风危险性。基于CMA西北太平洋热带气旋最佳路径数据集的历史台风数据,提取了对深圳市有影响的台风的关键参数,并确立了每个关键参数最优的概
黑潮入侵对东海陆架的海洋动力和生态环境有着深刻的影响。在以往的大多数研究中,黑潮入侵量都是通过200m等深线的体积输运来评估的。然而,这种近似的替代可能导致黑潮入侵通量的低估,因为它无法分离黑潮和陆架水的向岸和离岸输送。本文建立了覆盖东海、黄海、渤海的三维高分辨率ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,并基于此模式提出了一种全流域被动示踪模拟方法,暨通过在目标
中尺度海表温度(SST)扰动和海表风应力扰动之间的相互作用对于调节大气和海洋状态具有重要作用,然而当前的大部分气候模式还不能有效地表征这一中尺度海气耦合过程。特别在南美西海岸海域的中尺度海气耦合非常强烈,气候模式模拟一直存在一个明显的SST暖偏差。本文采用局地加权回归(LOESS)的滤波方法,从高分辨率的Quik-SCAT风场和AMSR-E SST卫星观测数据中提取了南美西海岸大气和海洋的中尺度扰
热带太平洋次温跃层环流对于全球海洋大输送带环流和暖池热量的再分配及气候变化等有重要影响,历史上由于缺乏观测数据,全球大洋次温跃层环流研究稀少且远远落后于上层环流研究。近十几年来,随着国际Argo剖面浮标观测计划的实施,大洋次温跃层环流研究逐渐成为国际研究热点。本文基于太平洋Argo剖面漂流浮标的温、盐剖面观测数据和停留层漂流轨迹数据,结合130°E和137°E断面历史走航观测以及五年滑动平均的历史
初始误差能够导致两类厄尔尼诺事件的预报结果产生显著的不确定性。本文使用基于主成分分析的粒子群智能优化算法(PPSO智能算法)将条件非线性最优扰动(conditional nonlinear optimal perturbation,CNOP)方法应用到复杂的全球海气耦合气候模式GFDL CM2p1(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Climate Mode