【摘要】：黑潮入侵南海是一種發(fā)生于呂宋海峽附近的重要物理現(xiàn)象,它對于南海東北部各尺度的動力過程均有著很強的調制作用。本論文主要基于Regional Ocean Modeling System(ROMS)海洋模式以及條件非線性最優(yōu)擾動(CNOP)方法,從最優(yōu)前期征兆(OPR)和最快增長初始誤差(OGIE)兩個角度研究了黑潮入侵南海的可預報性問題。研究結果表明,黑潮入侵南海的最優(yōu)前期征兆位于呂宋海峽南部的海洋上層400米之內,其中海表面高度和海洋內部溫度擾動為正值,速度擾動呈順時針旋轉,這些擾動特征均表現(xiàn)為反氣旋式中尺度渦的結構。將這種反氣旋式擾動疊加到參考態(tài)中之后,它可以通過正壓不穩(wěn)定過程從參考態(tài)吸收能量并且迅速發(fā)展。與此同時,它還會沿著黑潮路徑向西北方向運動,并使得呂宋海峽處的黑潮持續(xù)向西移動,逐漸形成反氣旋式彎曲,最終觸發(fā)了黑潮入侵南海。這種反氣旋式擾動對于黑潮入侵南海的觸發(fā)作用在HYCOM再分析數(shù)據(jù)以及AVISO衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)中得到了證實。另一方面,我們計算得到了黑潮入侵南海預報中的兩類最快增長初始誤差,這兩類初始誤差同樣位于呂宋海峽南部,在第一類誤差中,海表面高度和海洋內部溫度誤差為負,海洋上層的速度誤差呈逆時針旋轉,此類誤差具有氣旋式結構,并最終使得預報的黑潮入侵南海幅度偏小,第二類誤差的空間結構與第一類相反,具有反氣旋式中尺度渦結構,并最終造成了預報的黑潮入侵南海幅度偏大。兩類最快增長初始誤差的發(fā)展機制與最優(yōu)前期征兆相類似,這也決定了最快增長初始誤差和最優(yōu)前期征兆之間較高的相似性。最后,我們依據(jù)這兩類初始誤差的空間結構識別了黑潮入侵南海預報的目標觀測敏感區(qū)。并基于所識別的敏感區(qū)以及觀測系統(tǒng)模擬試驗對于目標觀測的效果進行了評估。結果表明,在所識別的敏感區(qū)內進行目標觀測,可以減小海洋初始場中的誤差,進而有效的提高了黑潮入侵南海預報的準確性。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院海洋研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P731.27

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