【摘要】：本文利用衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)和長(zhǎng)期驗(yàn)潮站資料,結(jié)合一層半約化重力理論模型結(jié)果,從風(fēng)驅(qū)Rossby波動(dòng)力、副熱帶逆流-北赤道流(STCC-NEC)系統(tǒng)垂向剪切的斜壓不穩(wěn)定、再生環(huán)流區(qū)副熱帶模態(tài)水(STMW)發(fā)展入侵等角度,研究黑潮延伸體以南的熱帶、副熱帶北太平洋西部海域海平面低頻變化規(guī)律以及變化機(jī)制,探討如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：風(fēng)驅(qū)Rossby波動(dòng)力對(duì)海平面低頻變化的貢獻(xiàn)、作為高渦動(dòng)能能量來源的STCC-NEC系統(tǒng)垂向剪切斜壓不穩(wěn)定對(duì)海平面變化的影響、再生環(huán)流區(qū)的大氣動(dòng)力條件通過副熱帶模態(tài)水的入侵過程對(duì)其南側(cè)副熱帶海區(qū)海平面變化的影響,以及海平面低頻變化的可預(yù)報(bào)性。 北太平洋海面高度均方差分布有較大的空間差異,黑潮延伸體附近海域、北赤道流流域和副熱帶逆流區(qū)域海面高度均方差較大；而對(duì)于低頻均方差NEC區(qū)域仍較顯著,副熱帶逆流區(qū)則顯著減小。20°N以南的低緯度海平面年際變化顯著,空間連貫性較好；20-30°N之間的副熱帶海域低頻振幅小,空間一致性差。ENSO事件和PDO對(duì)研究區(qū)域海平面變化有較好的相關(guān)性。 基于驗(yàn)潮站資料,風(fēng)驅(qū)一層半約化重力模式能非常好的反映觀測(cè)的海平面低頻變化特征。隨著模擬信號(hào)站點(diǎn)與起始邊界站點(diǎn)間的距離增加,模擬與觀測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)性減小,模擬效果變差,這是因?yàn)镽ossby波傳播路徑越長(zhǎng),風(fēng)應(yīng)力旋度及模型自身局限導(dǎo)致的誤差累積增大�；诟叨扔�(jì)觀測(cè)的模擬可見180°以東海域、30°N以北和8°-20°N緯帶間的廣闊海區(qū)模擬結(jié)果較好,而7°N以南、165°E以西和20°-30°N、170°以西區(qū)域的模擬不夠準(zhǔn)確。模擬效果較好的海區(qū),說明模式能很好的解釋海面高度年際變化特征。這些區(qū)域猶如海平面低頻變化的信息通道,風(fēng)應(yīng)力旋度異常在該緯帶累積引起的海面高度異常以Rossby波作為載體西向傳播,從而可以根據(jù)東側(cè)海區(qū)海平面低頻變化和風(fēng)應(yīng)力旋度的累積實(shí)現(xiàn)西側(cè)海區(qū)海平面低頻變化的預(yù)報(bào)。對(duì)于模擬效果不佳的區(qū)域,模式自身的局限是重要因素,該區(qū)域低頻變化幅度較小也是預(yù)報(bào)結(jié)果不理想的原因之一。預(yù)報(bào)不佳海域海表風(fēng)應(yīng)力旋度表現(xiàn)為負(fù)異常,且分別對(duì)應(yīng)著北赤道逆流和副熱帶逆流這兩個(gè)上層緯向地轉(zhuǎn)流向東的區(qū)域,東向地轉(zhuǎn)流區(qū)、風(fēng)應(yīng)力旋度負(fù)異常區(qū)和模型難以解釋SLA低頻變化區(qū)域,這三者在地理位置上的吻合說明它們存在一定的內(nèi)在相關(guān)性。耗散系數(shù)的選取對(duì)不同緯度模式模擬效果也有影響,隨緯度升高,耗散系數(shù)取值相應(yīng)減小,模式模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性有所提高。 25°N以南的STCC區(qū)域是渦動(dòng)能(EKE)異常高值區(qū),SLA與EKE之間有良好的滯后相關(guān)關(guān)系,STCC區(qū)域西部的SLA可根據(jù)EKE的變化作出預(yù)測(cè),尤其是低頻SLA的變化。STCC區(qū)域平均的SLA與Ekman輸運(yùn)水平輻合項(xiàng)表現(xiàn)出較好的正相關(guān),該區(qū)Ekman溫度梯度輻合增加引起該區(qū)躍層的傾斜加強(qiáng),躍層的傾斜使得STCC-NEC系統(tǒng)在垂直方向產(chǎn)生較大的剪切,導(dǎo)致較強(qiáng)的斜壓不穩(wěn)定,從而造成EKE水平加強(qiáng)。這一過程對(duì)該區(qū)海平面的低頻變化有直接影響。 25°N以北的的副熱帶海區(qū),與亞熱帶模態(tài)水(STMW)的生成區(qū)相鄰,SLA的低頻變化與STMW形成、南侵過程密切相關(guān)。STMW的露頭區(qū)位于28°N以北、黑潮延伸體以南,在100米以下可向南入侵到25°N區(qū)域。1993-1997年該區(qū)混合層深度加深,16°-18℃層厚度較大,STMW的位渦較小,該時(shí)期的SLA處于負(fù)位相；1998-2001年間混合層深度變淺,16°-18℃層厚度減小,STMW區(qū)域的位渦異常高,對(duì)應(yīng)的SLA總體上表現(xiàn)為正異常。SLA滯后16°-18℃層間厚度6個(gè)月達(dá)到最大負(fù)相關(guān)-0.45；SLA滯后位渦6個(gè)月左右達(dá)到最大正相關(guān)0.51。 STMW生成區(qū)冬季(12-3月)海表凈熱通量與最大混合層深度為負(fù)相關(guān)。STMW生成區(qū)冬季較強(qiáng)的海面動(dòng)量通量導(dǎo)致海表大量散熱,對(duì)應(yīng)著下一年副熱帶區(qū)域春夏季較低的海平面異常,夏秋季則相反。在年際尺度上，冬季(12-3月)最大風(fēng)應(yīng)力異常與最大混合層深度年際變化表現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系,海表凈熱通量和動(dòng)量通量與副熱帶海區(qū)的SLA表現(xiàn)為超前后者的負(fù)相關(guān)。海氣相互作用強(qiáng)烈的年份,海洋大量散熱,較多極低位渦的STMW生成,這些模態(tài)水因具有低溫且垂向均一的特征,生成后向南入侵的過程中引起副熱帶海域比容海平面的異常低值,從而導(dǎo)致30°N以南亞熱帶海區(qū)海面高度的低異常。STMW生成區(qū)的上層大氣條件與副熱帶區(qū)域海平面的年周期和低頻變化均存在遙相關(guān)關(guān)系。
【圖文】：

1加 OE140乍1印乍1印.1印氣刀140、份1加氣份1田氣份圖3一1北太平洋海面高度均方差及低頻均方差圖3一la是由1993一2008年高度計(jì)資料計(jì)算得出的北太平洋海表面高度均方差，它代表了各點(diǎn)海平面變化的多年平均幅度。總體上，北太平洋洋盆西側(cè)海平面變化幅度較東側(cè)大，其中黑潮延伸體(KE)海區(qū)(30一400N)變化最為劇烈，在150mr。以上;其次是5一15oN，160oE以西的北赤道流(NEC)流域和20oN以北的副熱帶逆流(STCC)區(qū)域，海面高度異常的均方差都在100mm以上。最小值

由此可見，北太平洋海平面變化幅度存在很大的空間差異。用高斯低通濾波方法，濾掉海面高度異常中的一年以下的高頻信號(hào)，得到海面高度低頻信號(hào)的均方差，見圖3一lb，它反映了各點(diǎn)低頻海面高度變化的多年平均振幅的大小。相對(duì)于圖3一la，均方差總體減小，但黑潮延伸體海域仍是低頻變化最劇烈的海區(qū)，均方差值在120nlln以上，其次是150oE以西的北赤道流區(qū)域，均方差值在100們nrn左右。相對(duì)于圖3一la，臺(tái)灣東側(cè)的副熱帶逆流區(qū)低頻變化振幅較小，減小到SOmrn以下，，這說明該區(qū)高頻變化占主導(dǎo)，低頻變化相對(duì)較小。北太平洋 1800以東的廣大區(qū)域，海面高度低頻變化幅度都較小。印姍加佃佃-1so抑翻期ON
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P732

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 潘愛軍;北太平洋副熱帶模態(tài)水及其形成機(jī)制研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

2 胡海波;北太平洋低位勢(shì)渦度水的潛沉和向臺(tái)灣以東的輸運(yùn)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2604310