【摘要】： 本文基于黑潮關(guān)聯(lián)的研究海區(qū)南北壓強(qiáng)差的存在,特別是黑潮與臺(tái)灣島、日本主島間可能存在的相互作用約束關(guān)系,提出了海區(qū)存在的壓強(qiáng)差為主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力,與繞島環(huán)流積分約束、質(zhì)量守恒約束及日本海的質(zhì)量匯效應(yīng)是東中國(guó)海主要暖流系形成與維持的主導(dǎo)動(dòng)力學(xué)本質(zhì)的猜想,并通過(guò)數(shù)值敏感性試驗(yàn)驗(yàn)證上述動(dòng)力學(xué)猜想。本文還初步探討了東中國(guó)海及鄰近海域的能量傳播機(jī)制。 敏感試驗(yàn)結(jié)果表明:臺(tái)灣海峽流動(dòng)主要是由開(kāi)闊海盆的大洋環(huán)流通過(guò)北太平洋的西邊界流——黑潮來(lái)驅(qū)動(dòng)的,局地風(fēng)應(yīng)力的強(qiáng)迫很重要但僅起到次要作用。黑潮聯(lián)帶產(chǎn)生了臺(tái)灣島南北兩端的壓強(qiáng)梯度,與黑潮關(guān)聯(lián)的反向摩擦力,在年均條件下達(dá)到基本平衡。由于海洋的連通性,在島的另一側(cè)也需滿(mǎn)足此平衡關(guān)系,因此在臺(tái)灣海峽內(nèi)應(yīng)存在一支與黑潮同向的流動(dòng),這就是臺(tái)灣海峽北向流動(dòng)的形成機(jī)制。上述結(jié)果還可以用Pedlosky提出的繞島積分約束進(jìn)行解釋:如果考慮穩(wěn)定或低頻的流動(dòng),忽略其他外力作用,摩擦力繞臺(tái)灣島的閉合曲線(xiàn)積分為零。為了平衡臺(tái)灣以東黑潮產(chǎn)生的順時(shí)針?lè)较虻哪Σ赁D(zhuǎn)矩,臺(tái)灣以西必須產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻哪Σ赁D(zhuǎn)矩,使得臺(tái)灣海峽終年為北向流。 對(duì)馬暖流的形成的主導(dǎo)機(jī)制是由于黑潮與日本主島之間繞島環(huán)流積分約束和日本海需滿(mǎn)足質(zhì)量守恒約束與位渦收支積分約束產(chǎn)生的日本海北上東西邊界流而形成的源匯驅(qū)動(dòng)機(jī)制。局地風(fēng)應(yīng)力的強(qiáng)迫起到次要作用。而對(duì)馬暖流的季節(jié)變化,局地強(qiáng)迫和遙強(qiáng)迫都起著重要作用。局地強(qiáng)迫是通過(guò)風(fēng)應(yīng)力影響橫跨對(duì)馬海峽的壓力差,遙強(qiáng)迫是通過(guò)黑潮誘生的Kelvin波傳播到該海峽。這兩種強(qiáng)迫大致上同相,其中,遙強(qiáng)迫占主導(dǎo)地位,局地強(qiáng)迫占次要地位,前者與后者之間的貢獻(xiàn)比例是2:1。 黃海暖流存在明顯的季節(jié)變化:冬季很強(qiáng),可以沿黃海槽向北一直深入到渤海;夏季變得很弱,主要被局限在黃海槽的南部。黃海暖流是作為朝鮮沿岸流和中國(guó)沿岸流的補(bǔ)償流產(chǎn)生的。在黑潮的驅(qū)動(dòng)下,對(duì)馬海峽的源匯抽吸作用產(chǎn)生了南向的朝鮮沿岸流。在季風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下,冬季北風(fēng)產(chǎn)生了南向的中國(guó)沿岸流,促進(jìn)了南向的朝鮮沿岸流;夏季南風(fēng)抑制了中國(guó)沿岸流,削弱了朝鮮沿岸流。因此,冬季黃海暖流向西北的深入,主要是由于強(qiáng)發(fā)展的中國(guó)沿岸流和朝鮮沿岸流,它們沿黃海槽向北抽水,來(lái)補(bǔ)充這兩支向南的流動(dòng)。夏季,僅有朝鮮沿岸流的作用,使得黃海暖流很弱幾乎消失。因此,黑潮通過(guò)對(duì)馬海峽對(duì)黃海暖流形成起誘生作用,質(zhì)量守恒約束對(duì)其季節(jié)變化起主導(dǎo)作用,故季風(fēng)變化主導(dǎo)黃海暖流的強(qiáng)弱變化。 東中國(guó)海的能量,可以通過(guò)陸架波的形式從黑潮下游傳播到上游區(qū)域,進(jìn)而影響到那里的環(huán)流。其中,對(duì)馬海峽在能量傳播中起著重要的作用,它是黑潮對(duì)東亞邊緣海影響的一個(gè)樞紐。日本東岸的海表高度異常信號(hào)可以沿順時(shí)針?lè)较騻鞑?經(jīng)對(duì)馬海峽進(jìn)入到日本海,然后沿西岸向北傳播。日本西岸的海表高度變化是由東岸的黑潮延伸體的遙強(qiáng)迫產(chǎn)生的,邊界Kelvin波推動(dòng)了這種聯(lián)系。大洋的強(qiáng)迫,通過(guò)黑潮延伸體的變化,是日本西岸海表高度變化的主導(dǎo)強(qiáng)迫機(jī)制。對(duì)馬海峽本身的變化,也能夠以地形Rossby的形式,沿東海大陸岸線(xiàn)逆時(shí)針傳播到臺(tái)灣海峽,從而影響途中的朝鮮沿岸流、臺(tái)灣海峽流動(dòng)等。 本文研究成果的科學(xué)意義主要表現(xiàn)為:基本動(dòng)力學(xué)關(guān)系上構(gòu)建了中國(guó)東部陸架環(huán)流形成與維持的最基礎(chǔ)的理論框架;揭示了黑潮所起的控制性作用;探討了局地風(fēng)應(yīng)力的調(diào)節(jié)作用;引入了陸架海的能量傳播機(jī)制。以上成果為研究全球氣候變化,特別是通過(guò)北太平洋環(huán)流變化如何影響我國(guó)東部陸架海物理環(huán)境具有帶動(dòng)性。并為不斷建立和完善陸架海物理環(huán)境演變理論體系奠定了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：P731.27
【圖文】：

圖0-1中國(guó)近海冬季主要流系（根據(jù)Guan，1993；Guan和Fang，2006）

0m 層溫度水平分布圖（a.模擬；b.渤海黃海東海海洋1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260-80-60-40-20122° 124° 126°32°34°

圖 2-1 標(biāo)準(zhǔn)模擬東中國(guó)海垂直平均流速（a.冬季；b.夏季）118.4E 118.6E 118.8E 119E 119.2E 119.4E 119.6E 119.8E 120E 120.2E 120.4E-20m-40m-60m0m0m-20m-40m-60m

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本文編號(hào)：2786397