本文關(guān)鍵詞：南海北部環(huán)流和陸架陷波研究　出處：《中國(guó)海洋大學(xué)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：陸架海區(qū)資源豐富,與人類(lèi)生活和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)關(guān)系密切,研究陸架海區(qū)的環(huán)流對(duì)于更好的開(kāi)發(fā)和利用陸架淺海資源具有重要的意義。南海北部陸架海區(qū)的環(huán)流對(duì)于近岸低鹽水、泥沙和污染物在南海北部海域的輸運(yùn)以及生態(tài)環(huán)境都有重要的影響。南海北部陸架淺海的環(huán)流已有很多的研究成果,然而夏季粵西沿岸流、瓊州海峽流和北部灣環(huán)流這一環(huán)流系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)制和相互關(guān)系還存在一些爭(zhēng)議,冬季對(duì)于南海北部逆風(fēng)流的驅(qū)動(dòng)機(jī)制也沒(méi)有完全達(dá)成共識(shí)。陸架陷波一般具有幾天的周期,對(duì)于陸架區(qū)的環(huán)流有重要的作用,而南海北部的臺(tái)風(fēng)等極端天氣過(guò)程較為頻繁,對(duì)于極端天氣過(guò)程激發(fā)的短時(shí)間尺度的陸架陷波等動(dòng)力過(guò)程對(duì)環(huán)流和水交換貢獻(xiàn)的研究目前來(lái)講比較少。因此本文在分析觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合高分辨率的三維斜壓數(shù)值模型,并進(jìn)行一系列數(shù)值敏感性試驗(yàn),研究了夏季粵西沿岸流、瓊州海峽流和北部灣環(huán)流系統(tǒng)的變化特征、相互關(guān)系及其影響因素。探討了冬季東北風(fēng)持續(xù)吹刮和減弱期間,南海北部陸架上東北向逆風(fēng)流的主要?jiǎng)恿^(guò)程。指出了采用sigma坐標(biāo)的數(shù)值模型在陸坡海域模擬南海暖流時(shí)可能存在的問(wèn)題,并提出了針對(duì)模型的改善方案。本文還初步探討了南海北部臺(tái)風(fēng)過(guò)程和寒潮大風(fēng)激發(fā)的陸架陷波的基本特征和傳播規(guī)律。主要取得了以下創(chuàng)新性成果：1.分析了北部灣長(zhǎng)時(shí)間序列的錨系海流觀測(cè),發(fā)現(xiàn)夏季低頻海流不完全受季風(fēng)控制,并基于一個(gè)全球大區(qū)域嵌套北部灣小區(qū)域的模型對(duì)北部灣夏季環(huán)流機(jī)制進(jìn)行了研究。冬季和夏季北部灣北部都存在一個(gè)氣旋型環(huán)流,冬季北部灣環(huán)流結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)風(fēng)生環(huán)流理論提出的氣旋型環(huán)流相一致,而夏季北部灣北部單點(diǎn)海流站觀測(cè)的低頻流主要以西北向或西向?yàn)橹?這與傳統(tǒng)風(fēng)生正壓流理論的結(jié)構(gòu)相反。夏季北部灣氣旋型環(huán)流由潮流非線(xiàn)性作用和風(fēng)生斜壓流共同驅(qū)動(dòng)。本文研究了紅河沖淡水對(duì)北部灣環(huán)流的影響,并分析了夏季西南季風(fēng)和紅河沖淡水的聯(lián)合效應(yīng)對(duì)北部灣北部氣旋式環(huán)流的作用。紅河沖淡水對(duì)北部灣夏季環(huán)流作用非常顯著,由于北部灣北部海域地形相對(duì)比較平坦,當(dāng)夏季西南季風(fēng)較強(qiáng)時(shí),一部分紅河沖淡水會(huì)氣旋式偏轉(zhuǎn),使表層的氣旋型環(huán)流得到加強(qiáng)。2.構(gòu)建了一個(gè)針對(duì)南海北部陸架淺海的高分辨三維斜壓環(huán)流模型,并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)的描述和分析了粵西沿岸流-瓊州海峽流-北部灣環(huán)流系統(tǒng)的特征和相互關(guān)系。通過(guò)敏感性數(shù)值試驗(yàn)揭示了夏季粵西西南向沿岸流和瓊州海峽西向流的動(dòng)力機(jī)制和影響因子：珠江沖淡水在夏季粵西西南向沿岸流的形成和發(fā)展中起非常重要的作用：粵西西南向沿岸流處于一個(gè)地轉(zhuǎn)平衡,在跨越陸架方向上,正壓梯度力和斜壓梯度力與科氏力相平衡,海流除了對(duì)水位變化的正壓響應(yīng)比較顯著以外,對(duì)海表面浮力強(qiáng)迫的斜壓響應(yīng)同樣對(duì)西南向沿岸流的形成有非常重要的貢獻(xiàn);粵西西南向沿岸流對(duì)瓊州海峽西向流的貢獻(xiàn)不容忽視,但不是主要的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。3.揭示了冬季東北風(fēng)松弛期間,南海北部陸架上間歇出現(xiàn)的東北向逆風(fēng)流的動(dòng)力過(guò)程：季風(fēng)松弛過(guò)程中,陸架上出現(xiàn)的間歇性逆風(fēng)流以正壓流為主導(dǎo)；在東北風(fēng)減弱的前幾天內(nèi),沿陸架方向指向東北的壓強(qiáng)梯度力為東北向逆風(fēng)流提供初始的驅(qū)動(dòng)力,隨著陸架上水位的調(diào)整,東北向逆風(fēng)流向地轉(zhuǎn)平衡逐漸調(diào)整過(guò)渡,并達(dá)到穩(wěn)定,此時(shí)跨越陸架方向上的壓強(qiáng)梯度力是維持東北向逆風(fēng)流的主要機(jī)制。我們還指出,冬季季風(fēng)減弱期間,南海北部西南向沿岸流和西南向陸坡流能夠影響陸架上水位的分布和調(diào)整,進(jìn)而對(duì)于東北向逆風(fēng)流的出現(xiàn)有所貢獻(xiàn)。4.當(dāng)臺(tái)風(fēng)從西太平洋向西移行進(jìn)入南海時(shí),在南海北部沿岸形成西南向的風(fēng),沿岸風(fēng)驅(qū)動(dòng)向岸的Ekman輸運(yùn),引發(fā)沿岸增水,形成陸架陷波的“波源”,然后沿著南海北部近岸海域向西南傳播。其中一部分穿過(guò)瓊州海峽后繼續(xù)向西傳播,而另一支被海南島俘獲,并繞島逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)形成繞島波。波動(dòng)的能量聚集在岸界處：我們揭示了南海北部陸架陷波的空間結(jié)構(gòu)和基本特征以及寒潮大風(fēng)與臺(tái)風(fēng)引起的陸架陷波的不同特點(diǎn),局地風(fēng)可以通過(guò)向岸或離岸的海水輸運(yùn)增強(qiáng)或減弱陸架陷波信號(hào)；雷州半島和海南島附近陸架寬度的突然變窄可能導(dǎo)致陸架陷波發(fā)生散射,是陸架陷波在繞過(guò)瓊州海峽后的傳播發(fā)生速度變化的重要原因之一。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P731.2

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9 張R，

本文編號(hào)：1308024