【摘要】： 呂宋海峽黑潮的路徑變異和動力機制,一直是學術界十分關注的科學問題,而且此處黑潮對我國南海北部環(huán)流以及整個南海海盆的質量和能量平衡都有著重要的影響。本文共分四部分,第一章是綜述南海和呂宋海峽黑潮的研究進展和物理海洋中的遲滯現(xiàn)象;第二章是在參數(shù)空間Re數(shù)與形比參數(shù)γ(缺口半寬與Munk層厚度的比值),系統(tǒng)研究西邊界流的跨躍流態(tài),入侵流態(tài)和周期渦旋剝離流態(tài),并確定了上述狀態(tài)轉捩定量關系和轉捩曲線。第三章研究經(jīng)向風場和臺風對西邊界流的流態(tài)的影響,第四章研究西邊界流流態(tài)處于臨界狀態(tài)時,渦旋擾動源對狀態(tài)轉捩的作用。這些結果用來解釋了呂宋海峽黑潮形變的部分結構特征。 在綜合考慮缺口寬度、側摩擦系數(shù)和流量的情況下,模式結果顯示,在形比參數(shù)γ≤3.05時,無論多么小的流量,西邊界流都不能進入缺口;當3. 05γ4.31時,較小的流量對應入侵流態(tài),較大的流量對應跨隙流態(tài),并且是一一對應;當γ≥4.31時,相同流量下西邊界流可能存在兩種穩(wěn)定態(tài)——跨隙流態(tài)和入侵流態(tài),由初始態(tài)的不同決定;在γ≥4.86時,出現(xiàn)第三種準穩(wěn)定流態(tài)——周期甩渦流態(tài)。最后給出了西邊界流流態(tài)與雙參數(shù)(γ和Re)的分岔圖和理論分析。 在γ和Re數(shù)不變的情況下,季風也會使西邊界流流態(tài)發(fā)生改變。實驗結果顯示,北風有利于西邊界流的反氣旋入侵,而南風則有利于其跨隙流動。缺口南部海脊對北風的埃克曼輸運的阻擋,導致西邊界流流量的減小,從而有利于西邊界流入侵西海盆。北風在缺口處產(chǎn)生的�？寺斶\對西邊界流入侵缺口幾乎沒有貢獻。當西邊界流流量遠離其流徑變化的臨界狀態(tài)時,路徑不易受風場的影響。并給出了西邊界流流態(tài)與雙參數(shù)(流量和經(jīng)向風)的分岔圖。最后還研究了臺風對臨界狀態(tài)西邊界流流態(tài)的影響。 在西邊界流處于臨界流態(tài)時,渦旋作為擾動源,有可能會導致其流態(tài)發(fā)生顯著轉變。當西邊界流處于入侵流態(tài)的臨界狀態(tài)時,在缺口右側,無論是反氣旋式渦旋還是氣旋式渦旋都能促使其發(fā)生跨隙流動的轉變;而當西邊界流處于跨隙流態(tài)的臨界狀態(tài)時,在缺口右側,無論氣旋式渦還是反氣旋式渦都不能促使其轉變?yōu)槿肭至鲬B(tài)。實驗還顯示渦旋的位置對西邊界流流態(tài)變化也有很重要的影響,總體來說中尺度渦旋在缺口南側對西邊界流影響最大,在缺口東側影響次之,而在缺口北側影響最小。
【圖文】：

1.1 南海及其周邊海洋，DS，HC，HK，QZ，ST，XS 和 ZS 分別代表東沙群島，恒春，香港泉州，汕頭，西沙群島和中沙群島。（Hu et al.2000）南海處于東亞季風影響之下。夏季季風一般于 5 月中旬爆發(fā)，西南季風最南海南部及中部建立，并在 6 月時迅速擴展至整個南海，但在南海北部風向南。9 月時東北季風開始出現(xiàn)在南海北部，10 月擴展至南海中部，至 11 月全南海，到 4 月冬季季風逐漸消失。南海環(huán)流主要受控于東亞季風和鄰近海域環(huán)境的相互作用和水交換，后者菲律賓海最為重要。太平洋北赤道流在菲律賓呂宋島以東附近分叉，其北支太平洋副熱帶環(huán)流的西邊界流-黑潮，黑潮在北上的途中，流經(jīng)呂宋海峽，海進行復雜的水交換。南海環(huán)流是近幾十年來國內(nèi)外海洋界的一個研究焦點，已經(jīng)取得了不少，，下面對其簡要的綜述。1.1.1 南海的水文特征

圖 1.1.1 100m（相對 400db）動力高度的（a）年平均和（b）標準差分布圖。（a）中等值線間隔是 1dyn cm ；（b）中等值線間隔是 0.5dyn cm。（Qu, 2000）70 年代早期，Williamson（1970），Chan（1970），Watts（1971，1973）和Uda and Nakao（1974）基本都認為南海北部表層環(huán)流是風生環(huán)流。當西南季風盛行時為東北向流，而當東北季風盛行時為西南向流。Qiu et al.（1985）顯示廣東外海存在一支終年向東北向流動的海流，即南海暖流，流速約為 25-50cm/s。還有一支在南海暖流以南源自黑潮且終年西向流，速度約為 30-50cm/s，視為黑潮的南海分支。另外，在東沙島嶼西南存在一氣旋式渦旋，水平尺度約為 180km。近些年來，學者更多的關注南海南部的環(huán)流結構，但此處基本的特征和季節(jié)變化形式仍然不清楚。Fang（1997）根據(jù) 1994 年 9 月的 CTD 資料描述了夏季南海南部環(huán)流的空間結構，指出表層（0-150m）存在一個大尺度的風生反氣旋式環(huán)流。Fang et al.（1997）總結出在南海南部上層（0-400m）存在 4 支主要的環(huán)流：南沙西沿岸流（Nansha Western Coastal Current），南沙東沿岸流（Nansha Eastern
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（海洋研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：P731.27

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 南峰;臺灣西南部海域流—渦結構及其演變規(guī)律研究[D];中國海洋大學;2012年

本文編號：2652596