印尼貫穿流源區(qū)馬魯古海和哈馬黑拉海的水團(tuán)來源分析
發(fā)布時間：2020-10-28 06:47
印尼貫穿流(Indonesia Throughflow,簡稱ITF)是低緯度連接太平洋和印度洋兩個大洋的唯一通道,也是全球大洋環(huán)流的重要分支,對全球氣候系統(tǒng)具有顯著影響。相比于通過望加錫海峽和卡里馬塔海峽的中、西部路徑,ITF在東部源區(qū)馬魯古海和哈馬黑拉海的研究較少。探究兩個海域的水團(tuán)來源、分布特征及時間變化規(guī)律對全面認(rèn)識ITF及全球海氣過程具有重要意義。本文主要利用氣候態(tài)的World Ocean Atlas 2013(WOA2013)溫鹽數(shù)據(jù)和Simple Ocean Data Assimilation(SODA v3.3.1)流場數(shù)據(jù),以及1997年1月至2013年12月Ocean General Circulation Model(OGCM)for Earth Simulator(OFES)高分辨率的月平均溫鹽和流場數(shù)據(jù),分析了ITF東部源區(qū)馬魯古海和哈馬黑拉海的水團(tuán)特征、垂向結(jié)構(gòu)以及不同深度上的水團(tuán)來源,并探究了其季節(jié)與年際變化以及與季風(fēng)和ENSO的關(guān)系。研究結(jié)果表明,氣候態(tài)下,馬魯古海次表層的高溫高鹽水(特征密度24.5σθ,約150 m)來自于北太平洋,與北太平洋熱帶水(North Pacific Tropical Water)性質(zhì)接近,哈馬黑拉海次表層主要是來自南太平洋熱帶水(South Pacific Tropical Water);中層水以低溫低鹽為特征(特征密度26.8σθ,約480 m),馬魯古海的中層水來自南太平洋,受南極中層水(Antarctic Intermediate Water)控制,哈馬黑拉海的中層水是從馬魯古海而來的南太平洋水;在深層(特征密度27.2σθ,約720 m),馬魯古海的水源傾向于班達(dá)海北部及塞蘭海,與太平洋水無關(guān),哈馬黑拉海由于地形阻擋難以與太平洋直接發(fā)生水團(tuán)交換。在季風(fēng)作用下,次表層馬魯古海水源有季節(jié)性變化,在冬季風(fēng)作用下水源以南太平洋水為主,在夏季風(fēng)作用下水源以北太平洋水為主;哈馬黑拉海的水源在冬季風(fēng)作用下受南太平洋控制,在夏季風(fēng)作用下受南、北太平洋的共同作用。中層,馬魯古海水主要來自于班達(dá)海,不受季風(fēng)的影響;哈馬黑拉海水在冬季風(fēng)作用下來源于南太平洋,在夏季風(fēng)作用下受班達(dá)海水的控制。到了更深的深層水,兩個目標(biāo)海域水源都是以南太平洋水為主,無季節(jié)性變化。在年際尺度上受ENSO的影響,在次表層,厄爾尼諾期間,北太平洋的水進(jìn)入了馬魯古海,而哈馬黑拉海的水主要受南太平洋控制;在拉尼娜期間,南太平洋水北上態(tài)勢增強,通過ITF的東部路徑馬魯古海和哈馬黑拉海進(jìn)入ITF。對于中層水,馬魯古海水以班達(dá)海,哈馬黑拉海的水受南太平洋水的控住;深層水兩個海域水團(tuán)來源都是南太平洋。上述結(jié)果有助于認(rèn)識印尼海區(qū)的水團(tuán)特性及更好理解海氣相互作用。
【學(xué)位單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P731.16
【部分圖文】：
圖1-1 ITF流經(jīng)區(qū)域地形圖及三條流入路徑. 綠色、紅色和藍(lán)色箭頭線分別代表ITF的西部、中部和東部路徑Fig.1-1 Map of Indonesia seas and surrounding oceans. Green, red and blue lines witharrows represent the west, central and east pathways of the Indonesia Throughflow (ITF)關(guān)于 ITF 的流量研究結(jié)果還有很多，Meyers 等利用拋棄式溫深計（XBT）在熱帶東南印度洋 6 年的溫度觀測資料，通過溫鹽關(guān)系，計算得到 ITF 的年平均輸送量為 5 Sv[18]；Quadfasel 等利用海流計觀測數(shù)據(jù)，加上地轉(zhuǎn)流估算的方法，得到 1987 年 10 月期間印度洋南赤道流上層 500 m 的總流量為 22 Sv，而 ITF 的輸運量接近占總輸運量的一半[19]；Gordon 等根據(jù) 2004-2006INSTANT 計劃，對ITF 主要入口和出口為期三年的海流觀測數(shù)據(jù)，得出 ITF 的平均輸運量約為 15Sv[7]；Fieux 等根據(jù)熱帶東印度洋的 2 個溫鹽斷面在 1989 年 8 月的數(shù)據(jù)，計算得到 ITF 的輸運量大約為 18.6 Sv[20]；這些研究結(jié)果表明，ITF 流量在不同時間不同觀測深度上表現(xiàn)出明顯的差異，并且以往的研究都比較注重望加錫海峽和卡里馬塔海峽這兩個主要入口。和中、西路徑相比，目前關(guān)于 ITF 東部路徑在馬魯古海和哈馬黑拉海的研究相對較少。
廣東海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖 2-1 a.太平洋 160.125°E 斷面上 2000 m 的鹽度分布圖. 其中黑色等值線代表等位密線，黑色箭頭表示次表層和中層來自南北太平洋的典型水團(tuán), b.斷面平均的位密剖面圖Fig.2-1 a. Distribution of salinity along section 160.125°E in the upper 2000 m in the Pacific.Black lines represent the isopycnals of potential density. Black arrows represent the typicalwater masses in the subsurface and intermediate layers from the North Pacific and theSouth Pacific. b. Vertical distribution of the average potential density along 160.125°E由于 WOA2013 數(shù)據(jù)在時間尺度上僅有氣候態(tài)數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行更小尺度的季節(jié)變化和年際變化的分析，所以本研究選取了由 the Ocean General CirculationModel (OGCM) for Earth Simulator (OFES) 提供的高分辨率的溫鹽、流場數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是基于 the Geophysical Fluid Dynamic Laboratory’s Modular Ocean Model(MOM3)得到的模式數(shù)據(jù)，覆蓋的范圍從 75°S 到 75°N 的區(qū)域，并且具有很高的水平分辨率，水平分辨率為 1/10o；在垂向上
NPTW 通常被認(rèn)為是在 20°N，140°E-160°E 的副熱帶海區(qū)由于蒸發(fā)而產(chǎn)生，特征鹽度為 34.9<S<35.2 psu[41],在向南擴(kuò)展的過程中，NPTW 的特征鹽度下降[8]，到達(dá)本文研究太平洋區(qū)域時特征鹽度為 34.9<S<35.1 psu，與本文所得結(jié)果較為一致。中層的 NPIW 是來自亞極地區(qū)的水團(tuán)在亞極地-熱帶鋒區(qū)轉(zhuǎn)化而成，其特征鹽度為 S<34.2 psu[42],在向南擴(kuò)展中，NPIW 的特征鹽度增加，達(dá)到本文研究太平洋區(qū) S<34.4 psu。與北太平洋 T-S 曲線特征類似，南太平洋海區(qū) 127°E-150°E , 0°-3°S 的水團(tuán)特征也呈現(xiàn)反“S”形狀，如圖 3-1b 所示。該海域是新幾內(nèi)亞沿岸流流經(jīng)區(qū)域，也是南太平洋水團(tuán)到達(dá)研究海域的必經(jīng)之地。相比于北太平洋的兩個典型水團(tuán)，南太平洋次表層髙鹽的 SPTW 和中層低鹽的 AAIW 這兩個典型水團(tuán)的特征鹽度和密度都明顯增大，增值分別在 0.2 psu 和 0.2 kg m-3左右。SPTW 在 18°S，150°W-120°W 南太平洋副熱帶海區(qū)的產(chǎn)生，向北擴(kuò)展，并可以越過赤道，到達(dá)5°N-7°N 附近[43,44]。在研究海區(qū)，SPTW 特征密度為 24.0σθ，特征鹽度 S>35.2 psu。AAIW 在南極幅聚帶內(nèi)產(chǎn)生，在中低緯太平洋的中層深度上向北擴(kuò)展[45]。在研究海區(qū)，其特征密度約為 27.0σθ，特征鹽度 S<34.56 psu。
【參考文獻(xiàn)】
本文編號：2859741
【學(xué)位單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P731.16
【部分圖文】：
圖1-1 ITF流經(jīng)區(qū)域地形圖及三條流入路徑. 綠色、紅色和藍(lán)色箭頭線分別代表ITF的西部、中部和東部路徑Fig.1-1 Map of Indonesia seas and surrounding oceans. Green, red and blue lines witharrows represent the west, central and east pathways of the Indonesia Throughflow (ITF)關(guān)于 ITF 的流量研究結(jié)果還有很多，Meyers 等利用拋棄式溫深計（XBT）在熱帶東南印度洋 6 年的溫度觀測資料，通過溫鹽關(guān)系，計算得到 ITF 的年平均輸送量為 5 Sv[18]；Quadfasel 等利用海流計觀測數(shù)據(jù)，加上地轉(zhuǎn)流估算的方法，得到 1987 年 10 月期間印度洋南赤道流上層 500 m 的總流量為 22 Sv，而 ITF 的輸運量接近占總輸運量的一半[19]；Gordon 等根據(jù) 2004-2006INSTANT 計劃，對ITF 主要入口和出口為期三年的海流觀測數(shù)據(jù)，得出 ITF 的平均輸運量約為 15Sv[7]；Fieux 等根據(jù)熱帶東印度洋的 2 個溫鹽斷面在 1989 年 8 月的數(shù)據(jù)，計算得到 ITF 的輸運量大約為 18.6 Sv[20]；這些研究結(jié)果表明，ITF 流量在不同時間不同觀測深度上表現(xiàn)出明顯的差異，并且以往的研究都比較注重望加錫海峽和卡里馬塔海峽這兩個主要入口。和中、西路徑相比，目前關(guān)于 ITF 東部路徑在馬魯古海和哈馬黑拉海的研究相對較少。
廣東海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖 2-1 a.太平洋 160.125°E 斷面上 2000 m 的鹽度分布圖. 其中黑色等值線代表等位密線，黑色箭頭表示次表層和中層來自南北太平洋的典型水團(tuán), b.斷面平均的位密剖面圖Fig.2-1 a. Distribution of salinity along section 160.125°E in the upper 2000 m in the Pacific.Black lines represent the isopycnals of potential density. Black arrows represent the typicalwater masses in the subsurface and intermediate layers from the North Pacific and theSouth Pacific. b. Vertical distribution of the average potential density along 160.125°E由于 WOA2013 數(shù)據(jù)在時間尺度上僅有氣候態(tài)數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行更小尺度的季節(jié)變化和年際變化的分析，所以本研究選取了由 the Ocean General CirculationModel (OGCM) for Earth Simulator (OFES) 提供的高分辨率的溫鹽、流場數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是基于 the Geophysical Fluid Dynamic Laboratory’s Modular Ocean Model(MOM3)得到的模式數(shù)據(jù)，覆蓋的范圍從 75°S 到 75°N 的區(qū)域，并且具有很高的水平分辨率，水平分辨率為 1/10o；在垂向上
NPTW 通常被認(rèn)為是在 20°N，140°E-160°E 的副熱帶海區(qū)由于蒸發(fā)而產(chǎn)生，特征鹽度為 34.9<S<35.2 psu[41],在向南擴(kuò)展的過程中，NPTW 的特征鹽度下降[8]，到達(dá)本文研究太平洋區(qū)域時特征鹽度為 34.9<S<35.1 psu，與本文所得結(jié)果較為一致。中層的 NPIW 是來自亞極地區(qū)的水團(tuán)在亞極地-熱帶鋒區(qū)轉(zhuǎn)化而成，其特征鹽度為 S<34.2 psu[42],在向南擴(kuò)展中，NPIW 的特征鹽度增加，達(dá)到本文研究太平洋區(qū) S<34.4 psu。與北太平洋 T-S 曲線特征類似，南太平洋海區(qū) 127°E-150°E , 0°-3°S 的水團(tuán)特征也呈現(xiàn)反“S”形狀，如圖 3-1b 所示。該海域是新幾內(nèi)亞沿岸流流經(jīng)區(qū)域，也是南太平洋水團(tuán)到達(dá)研究海域的必經(jīng)之地。相比于北太平洋的兩個典型水團(tuán)，南太平洋次表層髙鹽的 SPTW 和中層低鹽的 AAIW 這兩個典型水團(tuán)的特征鹽度和密度都明顯增大，增值分別在 0.2 psu 和 0.2 kg m-3左右。SPTW 在 18°S，150°W-120°W 南太平洋副熱帶海區(qū)的產(chǎn)生，向北擴(kuò)展，并可以越過赤道，到達(dá)5°N-7°N 附近[43,44]。在研究海區(qū)，SPTW 特征密度為 24.0σθ，特征鹽度 S>35.2 psu。AAIW 在南極幅聚帶內(nèi)產(chǎn)生，在中低緯太平洋的中層深度上向北擴(kuò)展[45]。在研究海區(qū)，其特征密度約為 27.0σθ，特征鹽度 S<34.56 psu。
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號：2859741
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