首先，基于改進(jìn)的中尺度渦判別方法和海平面異常數(shù)據(jù)（SLA），本文分析了南海北部中尺度渦的變化規(guī)律及其對南海環(huán)流影響。其次，構(gòu)建南海西北部的三維后報(bào)模型，分析南海環(huán)流及其它強(qiáng)迫因子對北部灣環(huán)流（位于南海西北部）的貢獻(xiàn)。得到的主要結(jié)果如下： 通過用相對渦度代替SLA來消除全球平均下反氣旋（氣旋）式渦旋對應(yīng)負(fù)（正）SLA的誤差，并引進(jìn)流場判據(jù)消除O-W中尺度渦判別方法的誤差。基于新方法的分析結(jié)果表明，南海西北部存在四個中尺度渦消散區(qū)，與南海的四個中尺度渦主要生成區(qū)相對應(yīng)，從而構(gòu)建四個規(guī)律性的渦旋傳播通道。 討論了中尺度渦在經(jīng)向上的能量通量分布，發(fā)現(xiàn)南海東邊界和西邊界是能量密集區(qū)。中尺度渦以西向傳播為主，其能量通量是東向傳播的6倍。與季風(fēng)對海洋的輸入能量相比，中尺度渦對背景流的貢獻(xiàn)大9倍。在西向傳播過程中，中尺度渦不斷消失和生成，接力般把能量從南海東部傳到西部，使得能量聚集在西邊界。 由于北部灣受南海環(huán)流影響，因此中尺度渦對南海環(huán)流的影響可以傳遞至北部灣。二十年來，由于有限的觀測數(shù)據(jù)和大量的數(shù)值診斷計(jì)算，北部灣的季節(jié)性環(huán)流型態(tài)與生成機(jī)制一直存在較大爭議。本文通過POM模式在南海西北部建立三維后報(bào)模型，模擬2006-2007年的環(huán)流變化。該模型充分考慮了日平均的風(fēng)場（Blended wind data）、熱通量（Woods Hool的OAFlux）以及俄勒岡大學(xué)（OSU）潮汐模型提供的六個分潮。側(cè)邊界則使用HYCOM提供的2005年12月1日到2007年12月31日的日平均溫度、鹽度、正壓和斜壓流速、水位等數(shù)據(jù)，同時考慮了氣候態(tài)下幾個河流的月平均徑流量。模式結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)較前人最大程度的符合，不僅模擬出908專項(xiàng)觀測到的兩個上升流和兩個冷水團(tuán)，而且與海流觀測吻合較好。 基于此，本文得出與前人模型結(jié)果不一樣的結(jié)論：北部灣的南部環(huán)流有顯著的季節(jié)性變化特征，夏季為反氣旋式環(huán)流而冬季則為氣旋式，分別受南海環(huán)流和東北季風(fēng)控制。北部環(huán)流則可分成東西兩部分，西北部環(huán)流無明顯季節(jié)性變化特征，主要受沿岸流控制，包括灣西岸的低鹽水以及南部環(huán)流的分支，而東北部環(huán)流則受局地風(fēng)場和瓊州海峽流的共同作用。 受環(huán)流影響，北部灣表層存在幾個水文特征迥異的水團(tuán)，包括南部高溫高鹽水團(tuán)，西海岸和北海岸的河口羽狀區(qū)形成的低鹽水團(tuán)以及介于二者間的混合水團(tuán)，水團(tuán)主要受季風(fēng)、熱通量以及徑流量影響。無熱通量時，南海的高溫高鹽水能夠侵入北部灣更北端，混合水團(tuán)和灣西岸的低鹽水團(tuán)往北收縮。同時灣西岸的河口羽狀區(qū)受徑流量和季風(fēng)的共同作用，例如冬季的東北季風(fēng)把低鹽水壓縮在近岸而夏季西南季風(fēng)有助于其離岸擴(kuò)展。在深層，北部灣存在兩個冷水團(tuán)，生成于冬季，成長于春季，在夏季和秋季不斷減弱并消失。冷水團(tuán)主要受熱通量作用，季風(fēng)起次要作用。 通過把開邊界設(shè)置到珠江以東以及在瓊州海峽內(nèi)設(shè)置足夠的分辨率，提出瓊州海峽流的東西向分量的日振蕩分量與季節(jié)性振蕩分量相當(dāng)，因此在冬季和夏季的某一天也有可能是東向流或西向流。但季節(jié)性平均來講，瓊州海峽流在春末至夏末為東向，在秋季至來年春季為西向，年平均通量為西向的0.1Sv（約為）。瓊州海峽流主要受海峽兩端水位差控制，局地風(fēng)和潮汐余流則起次要作用。 本文概括分析了北部灣上升流和暖池的特征及其生成機(jī)制，包括海南島西岸，西南岸以及越南沿岸。上升流主要存在于夏季，其中海南島西岸上升流受潮混合和熱通量控制，西南季風(fēng)起反作用；越南沿岸和海南島西南岸近岸的上升流生成機(jī)制為西南季風(fēng)引起的Ekman輸運(yùn)。從10月到來年1月，在東北季風(fēng)垂向混合和潛熱通量作用下，海南島西岸為暖池控制。 在日平均和月平均的風(fēng)場和熱通量強(qiáng)迫下，北部灣的環(huán)流和水團(tuán)有較大差異，例如南部環(huán)流在月平均強(qiáng)迫下雖然基本結(jié)構(gòu)變化不大，但強(qiáng)度比日平均有所增強(qiáng)，而且北部環(huán)流的基本結(jié)構(gòu)有較大改變。因此，不同時間分辨率的風(fēng)場和熱通量強(qiáng)迫對北部灣環(huán)流和水團(tuán)有重要影響。 本文的研究成果有助于海洋生物地球化學(xué)，海洋漁業(yè)等學(xué)科在北部灣的進(jìn)一步研究，同時對廣西和海南近海的海洋環(huán)境保護(hù)有重要意義。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P731.2
【部分圖文】：

細(xì)網(wǎng)格分辨率（10 km），其指出北部灣的垂向平均環(huán)流從秋季和冬季的氣旋式向春末和夏季的反氣旋式環(huán)流轉(zhuǎn)換。圖1-2 北部灣夏季環(huán)流結(jié)構(gòu)示意圖（改繪圖，箭頭方向有意義），分別摘自中越合作北部灣海洋綜合調(diào)查報(bào)告（1964），徐錫禎等（1982），夏華永等（2001），王道儒（1998），孫洪亮等（2001），楊士瑛等（2003）以及俎婷婷（2005）。圖（a）中海南島西岸的粉色南向流為中越調(diào)查報(bào)告（1964）結(jié)果，而黑色北向流為后期實(shí)測結(jié)果（王道儒

岸侵入北部灣南部并占據(jù)了大片區(qū)域。當(dāng)它侵入北部灣后，由于北部的沿岸水團(tuán)A 和混合水團(tuán) B 的存在，該高溫高鹽水轉(zhuǎn)成西向并從海南島西南岸流出北部灣，從而形成了反氣旋式環(huán)流（圖3-10b）。在夏季，整個北部灣溫度分布均勻，而且越南沿岸的高溫北向流促使水團(tuán)D消失，因此灣西部完全被低鹽水團(tuán)A占據(jù)。在夏季西南季風(fēng)驅(qū)動下，灣西岸的低鹽水團(tuán) A 呈離岸擴(kuò)散趨勢。在夏季的北部灣西岸，模式水團(tuán)分布結(jié)果（圖3-10b）與1960年代（圖3-10d）有所差異，這是因?yàn)楝F(xiàn)場觀測的溫度和鹽度都是在無風(fēng)或者小風(fēng)條件下進(jìn)行的，而根據(jù)上文分析可知季風(fēng)在北部灣的作用較顯著。另外，當(dāng)西南風(fēng)松弛時，越南沿岸的上升流消失而紅河羽狀區(qū)的低鹽水轉(zhuǎn)為南向。圖3-10 模型的2007年1月（a）和7月（b）的北部灣表層溫度（彩色）和鹽度（黑色和粉色等值線）分布。1964和1965年中國和越南聯(lián)合調(diào)查的冬季（c）和夏季（d）水團(tuán)分布

圖3-11 908專項(xiàng)觀測的溫度（a, c, e）和鹽度（b, d, f），其中（a）和（b）為2007年4月26號斷面 J47-J51觀測的溫度和鹽度，（c）和（d）代表4月29號斷面 J71-J67觀測的溫度和鹽度，（e）和（f）代表4月29日于斷面 J76-B07觀測的溫度和鹽度，圖片來自于黃志達(dá)等（2008）。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2807642