【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(qiáng)的調(diào)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(yù)報性問題。研究結(jié)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(nèi),其中海表面高度和海洋內(nèi)部溫度擾動為正值,速度擾動呈順時針旋轉(zhuǎn),這些擾動特征均表現(xiàn)為反氣旋式中尺度渦的結(jié)構(gòu)。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(yù)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(nèi)部溫度誤差為負(fù),海洋上層的速度誤差呈逆時針旋轉(zhuǎn),此類誤差具有氣旋式結(jié)構(gòu),并最終使得預(yù)報的黑潮入侵南海幅度偏小,第二類誤差的空間結(jié)構(gòu)與第一類相反,具有反氣旋式中尺度渦結(jié)構(gòu),并最終造成了預(yù)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(jī)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(jié)構(gòu)識別了黑潮入侵南海預(yù)報的目標(biāo)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(biāo)觀測的效果進(jìn)行了評估。結(jié)果表明,在所識別的敏感區(qū)內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)觀測,可以減小海洋初始場中的誤差,進(jìn)而有效的提高了黑潮入侵南海預(yù)報的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P731.27

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本文編號：2748343