本文關(guān)鍵詞：南海北部近慣性振蕩研究　出處：《中國海洋大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：南海是西北太平洋最大的邊緣海，蘊(yùn)含著豐富而活躍的多尺度海洋動力過程，包括大尺度環(huán)流、中尺度渦與內(nèi)波和小尺度湍流混合等；南海具有典型的熱帶海洋性季風(fēng)氣候，同時又是世界臺風(fēng)發(fā)生最頻繁海區(qū)之一，因此強(qiáng)風(fēng)所激發(fā)的近慣性振蕩是南海北部的重要海洋動力過程之一。但由于觀測資料的匱乏，目前人們對臺風(fēng)下南海上層海洋的近慣性響應(yīng)特征與機(jī)制及其近慣性振蕩季節(jié)變化了解較少。本文基于大量的潛標(biāo)觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星遙感資料和數(shù)值模式，系統(tǒng)分析了南海北部上層海洋對超強(qiáng)臺風(fēng)鯰魚（Megi）的響應(yīng)，并分析了上層及深層近慣性振蕩的季節(jié)變化特征。 2010年10月22日，臺風(fēng)Megi在兩套潛標(biāo)之間穿過。Megi引起了很強(qiáng)的海表面降溫，最大降溫約為6.6°C；路徑右側(cè)潛標(biāo)R1觀測到了很強(qiáng)的上升流，臺風(fēng)過后溫躍層抬升了約50米，最大降溫出現(xiàn)在溫躍層（100米），約為4.2°C。南海北部強(qiáng)背景內(nèi)潮對臺風(fēng)下的近慣性響應(yīng)具有重要調(diào)制作用：Megi激發(fā)混合層近慣性（f）流速最大振幅（0.4m/s）僅約為同等強(qiáng)度颶風(fēng)Frances（大西洋）1/4，且衰減更快（e折尺度僅約為兩個慣性周期）；這是由于臺風(fēng)產(chǎn)生近慣性振蕩與背景全日內(nèi)潮（D1）發(fā)生非線性波波相互作用，近慣性能量向次級波動fD1轉(zhuǎn)移，并限制了混合層近慣性流速的成長。次級波動fD1主要來源于垂直非線性項，即近慣性水平流剪切與內(nèi)潮垂向流速，或內(nèi)潮水平流剪切與近慣性垂向流速乘積項。臺風(fēng)過后，100米以淺的內(nèi)潮能量增強(qiáng)了約100%，這主要與源地正壓潮增強(qiáng)、100米以淺層結(jié)增強(qiáng)的放大作用以及風(fēng)生全日頻帶流動有關(guān)。臺風(fēng)過后在路徑附近出現(xiàn)了兩個明顯的中尺度冷渦，而且葉綠素a濃度增大了10倍以上，這主要是由上升流和臺風(fēng)后強(qiáng)混合引起的；利用Argo觀測的高分辨率溫鹽剖面，發(fā)現(xiàn)臺風(fēng)后上層海洋混合率平均增強(qiáng)了10倍以上。 基于兩套潛標(biāo)連續(xù)8個月的流速和溫鹽剖面連續(xù)觀測資料，系統(tǒng)總結(jié)了南海北部內(nèi)波譜及近慣性振蕩與內(nèi)潮之間的非線性相互作用特征。南海北部內(nèi)波能量譜主要由近慣性內(nèi)波，全日內(nèi)潮和半日內(nèi)潮主導(dǎo)，其中全日內(nèi)潮最強(qiáng)；剪切譜仍由三者主導(dǎo)，但近慣性頻率最強(qiáng)。在近慣性與內(nèi)潮（D1，，D2）的和/差頻率（fD1,fD2和D2f）處，流速譜和剪切譜均能觀測到顯著的譜峰，證明了近慣性內(nèi)波與全日和半日內(nèi)潮之間存在三波非線性波波相互作用；另外，全日與半日內(nèi)潮也存在活躍的非線性相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生低頻（M1）和高頻諧波（D3系列）。次級波動fD1、fD2和D2f的產(chǎn)生對近慣性振蕩具有很強(qiáng)的依賴性，而對全日和半日內(nèi)潮強(qiáng)度變化依賴性較弱；次級波動fD1、fD2和D2f的流速振幅雖然比D3偏小，但引起的水平流速剪切更大，這使得近慣性振蕩可能對南海內(nèi)波混合具有重要的潛在影響。 基于4套潛標(biāo)近1年的流速剖面連續(xù)觀測資料，分析了南海北部上層及深層近慣性振蕩的垂向傳播及季節(jié)變化特征。旋轉(zhuǎn)波數(shù)譜表明近慣性能量主要集中在垂向波長100米以上，順轉(zhuǎn)譜明顯大于逆轉(zhuǎn)譜，說明近慣性能量主要是垂直向下傳播的。南海北部上層海洋近慣性能量具有明顯的季節(jié)變化，即冬強(qiáng)夏弱：在呂宋海峽以西的南海深水區(qū)，冬季比夏季強(qiáng)30-106%；在呂宋海峽，冬季比夏季強(qiáng)約6%；這可能與南海季風(fēng)冬強(qiáng)夏弱有關(guān)。南海深層具有顯著的近慣性振蕩信號，最大流速振幅約為5.7-7cm s-1，譜峰頻率5-7%的藍(lán)移特征，且主導(dǎo)了深層流剪切譜。剪切譜表明在南海深層也存在著近慣性振蕩與內(nèi)潮之間的三波非線性相互作用。深層近慣性能量具有與上層海洋類似的冬強(qiáng)夏弱季節(jié)變化特征，冬季比夏季強(qiáng)約18-88%。
[Abstract]:The South China Sea is the largest marginal sea in the Northwest Pacific , which contains abundant and active multi - scale marine dynamic processes , including large - scale circulation , mesoscale vortex and internal wave and small - scale turbulent mixing . On October 22 , 2010 , the typhoon Megi passes through the two sets of submersibles . Megi causes a strong sea surface to cool down . The maximum temperature is about 6.6 擄 C . The maximum temperature is about 6 . 6 擄 C . The maximum temperature is about 4.2 擄 C . The maximum amplitude ( e - fold scale is only about two inertial periods ) . The secondary fluctuation fD1 mainly comes from vertical non - linear term , namely near inertia horizontal flow shear and internal tide vertical flow velocity . On the basis of two sets of continuous observation data of velocity and temperature salt profile for eight consecutive months , the nonlinear interaction between the internal wave spectrum and the near inertia oscillation and the internal tide in the north of the South China Sea is summarized . The wave velocity spectrum and shear spectrum of the northern South China Sea are mainly dominated by the near - inertia inner wave , the whole - day internal wave and the half - day internal tide . The vertical propagation and seasonal variation of near - inertia oscillations in the upper and deep layers of the South China Sea are analyzed based on the continuous observation data of the flow velocity profile of the four sets of latent images in recent 1 year . The rotation wave number spectrum shows that near - inertia energy is mainly concentrated in the vertical direction over 100 meters . The near - inertia energy is more than 30 - 106 % stronger in winter than in the summer . The deep layer has a strong near - inertia oscillation signal , and the maximum flow velocity is about 5.7 - 7 cm s - 1 . The deep near - inertia energy has similar characteristics of winter - strong summer weak - season change similar to the upper ocean , and the winter is about 18 - 88 % stronger than the summer .

【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P731.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳大可;許建平;馬繼瑞;陳顯堯;王桂華;王偉;韓桂軍;張啟龍;袁耀初;周偉東;;全球?qū)崟r海洋觀測網(wǎng)(Argo)與上層海洋結(jié)構(gòu)、變異及預(yù)測研究[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2008年01期

2 房憲英;尹遜福;;遼東灣北部海域單站海流譜分析[J];海岸工程;1991年01期

本文編號：1360835