本文關(guān)鍵詞：基于衛(wèi)星遙感和現(xiàn)場觀測的黑潮延伸區(qū)中尺度渦旋研究　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 中尺度渦 黑潮延伸體 熱量輸送 鹽度輸送 模態(tài)水中尺度渦

【摘要】：黑潮延伸區(qū)海域(25oN-45oN和130oE-180oE)是世界上最活躍的海域之一。中尺度渦分別從黑潮延伸體的南邊和北邊剝落,與當(dāng)?shù)貜?fù)雜的海洋峰以及來自副熱帶和副極地海域的中尺度渦相互作用。黑潮延伸區(qū)海域的這些中尺度渦促進(jìn)了北太平洋海域熱量和鹽度的緯向傳輸,影響著黑潮路徑的變異、局部海域的水文環(huán)境、水團(tuán)的形成、海洋生態(tài)、漁業(yè)甚至暴風(fēng)雨的路徑等。因此,系統(tǒng)地開展關(guān)于黑潮延伸區(qū)海域中尺度渦的研究不僅對理解西北太平洋中物質(zhì)和能量的平衡問題有著重要意義,也對其他西邊界流海域中尺度現(xiàn)象的研究有啟示作用。本文基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和Argo浮標(biāo)數(shù)據(jù),對黑潮延伸區(qū)海域中尺度渦的統(tǒng)計屬性、傳播特征、三維結(jié)構(gòu)、輸運作用以及日本南部四國環(huán)流渦旋(SRG)海域附近的一種特殊類型的中尺度渦——模態(tài)水中尺度渦(ACME)的屬性和產(chǎn)生機(jī)制等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,論文的主要研究工作和成果如下:(1)在黑潮延伸區(qū)海域比較了兩種渦旋自動提取算法——FAG算法和NEN算法。證實了FAG算法能提取到更多的壽命較長的渦旋,有利于渦旋的自動跟蹤;并基于FAG算法制作了黑潮延伸區(qū)海域渦旋的數(shù)據(jù)集。(2)聯(lián)合海表面高度異常(SLA),海表面溫度(SST)和海表面鹽度(SSS)衛(wèi)星數(shù)據(jù),提取了渦旋的海表面信號,并發(fā)現(xiàn)相對于渦旋的SLA信號,渦旋的SST和SSS信號向西偏移。而且,這種不對稱性,渦旋SST數(shù)據(jù)相較于SSS數(shù)據(jù)更明顯,反氣旋渦相較于氣旋渦更明顯,黑潮延伸區(qū)以南的渦旋相較于以北的渦旋更明顯。(3)聯(lián)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),分析了渦旋的垂直結(jié)構(gòu)和空間變異。發(fā)現(xiàn)黑潮延伸區(qū)以南(以北)海域的渦旋在水下(近海表面)深度上有強(qiáng)化的溫度和鹽度異常。(4)在拉格朗日坐標(biāo)系下,提出了一種基于渦旋運動軌跡和三維結(jié)構(gòu)的計算由渦旋運動造成的熱量和鹽度傳輸?shù)男路椒?有效抑制了Argo浮標(biāo)采樣數(shù)不足的問題。研究區(qū)內(nèi)渦旋的緯向熱量(等價淡水)輸送大約為0.01 PW(103 m3/s)。渦旋熱量輸送的散度在黑潮延伸體以南和以北的海域分別造成海洋熱量的損失和獲取,表明有穿過黑潮延伸體向北的熱量輸送。(5)基于衛(wèi)星高度計和Argo浮標(biāo)數(shù)據(jù),本文發(fā)現(xiàn)日本南部SRG附近反氣旋渦在海表層(海表面到水下100 m的深度)表現(xiàn)出明顯的冷信號,而這與常見的暖核反氣旋渦的規(guī)律不符。通過分析該海域反氣旋渦的垂直溫鹽結(jié)構(gòu)、核內(nèi)的海表面溫度異常(SSTA)的統(tǒng)計分布以及SSTA與渦旋幅度的關(guān)系,證實了該海域附近的反氣旋渦實際上以ACME為主。反氣旋渦的融合過程以及冬天海洋的對流活動是促進(jìn)ACME形成的兩個重要因素。在寒冷的季節(jié),混合層的深度在ACME中相較于在氣旋渦和渦旋外的水體內(nèi)要深,意味著ACME為北太平洋副熱帶模態(tài)水的形成創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。局地特殊的地形和特定的水文環(huán)境(SRG的存在)共同幫助吸引反氣旋渦,使得反氣旋渦融合的頻率更高,模態(tài)水中尺度渦的產(chǎn)生也更有效。
[Abstract]:Kuroshio extension region (25oN-45oN and 130oE-180oE) is one of the most active areas in the world. The mesoscale eddies in the South and north respectively extend body peeling off from the Kuroshio, and local peak and the complex ocean from subtropical and subpolar waters of the mesoscale vortex interaction. The Kuroshio extension of these mesoscale eddies in the extension area to promote the heat and salinity of the North Pacific Ocean zonal transport, affecting the variation of the Kuroshio path, the hydrological environment of local waters, water mass formation, marine ecology, fisheries and the path of the storm. Therefore, the system research on the mesoscale eddies in the Kuroshio extension region has important significance not only for understanding the material balance and the energy in the Northwest Pacific Ocean, but also to study the scale phenomenon in other western boundary current. The implications of the satellite remote sensing data and Argo buoy data based on the extension of black tide The three-dimensional structure of the statistical properties, the sea area of mesoscale eddies in the propagation characteristics, transport effect and southern Japan circulation vortex (SRG) near the sea as a special type of mesoscale eddy - water vortex mode (ACME) to study systematically the problems of the properties and mechanism of the main research. The work and results are as follows: (1) in the Kuroshio extension region compared with two kinds of vortex automatic extraction algorithm - FAG algorithm and NEN algorithm. FAG algorithm can extract confirmed to the scroll long life more, with automatic tracking to scroll; and FAG algorithm made the Kuroshio extension region vortex based on the data set. (2) combined with sea surface height anomaly (SLA), sea surface temperature (SST) and sea surface salinity (SSS) satellite data, extracting sea surface vortex signal, and compared with that of the SLA signal of vortex, vortex SST and SSS signal Xiang Xipian Shift. Moreover, this asymmetry, vortex SST data compared with SSS data is more obvious, the anticyclonic vortex gas compared to the more obvious, the Kuroshio extension region in the South compared to the north of the vortex vortex is more obvious. (3) combined with the field test data, analysis of the vertical structure and the spatial variability of the vortex. The Kuroshio extension region to the South (North) Sea vortex in the water depth (offshore surface) have enhanced temperature and salinity anomalies. (4) in the Lagrange coordinate system, this paper presents a new method for calculating the vortex trajectory and 3D structure based on vortex motion caused by heat and salinity transport. The problem of insufficient number of effective suppression of sampling Argo buoy. In the research area of vortex zonal heat (water equivalent) delivery of approximately 0.01 PW (103 m3/s). The divergence of eddy heat transport in the Kuroshio extension to the north and south of the sea were made into ocean heat loss And get that, feed through the Kuroshio extension northward heat. (5) based on the Argo satellite altimeter and buoy data, this paper found in southern Japan near SRG anticyclonic eddy in the sea surface (sea surface below the water depth of 100 m) showed a clear signal that cold, and often see the warm core the law does not match the anticyclonic eddy. Through the analysis of the vertical structure of temperature and salinity in the anticyclonic eddy, the sea surface temperature anomaly in the nucleus (SSTA) of the statistical distribution and the relationship between SSTA and the amplitude of the vortex, confirmed the waters near the anticyclonic eddy actually dominated by ACME. The fusion process of anticyclonic vortex and the convection the ocean is the winter activities to promote the two important factors for the formation of ACME. In the cold season, the depth of the mixed layer in the ACME compared to the cyclone vortex and the vortex in the outer body of water to deep, mean ACME for the North Pacific subtropical mode water formation created Good environmental conditions, local special topography and specific hydrologic environment (SRG) help to attract anti gas vortices, making the fusion frequency of anticyclonic vortex higher and the generation of modal vortex in water is more effective.

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P731.2

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本文編號：1377567