赤道西太平洋,由于多個海流和水團(tuán)在此匯集,被稱為水團(tuán)十字路口。太平洋低緯度西邊界環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不僅在上層匯聚著如南北赤道流(NEC,SEC)、棉蘭老流(MC)、黑潮等表層流,更是有著存在于躍層之下的與上層環(huán)流流向相反的次表層潛流,其中包括赤道潛流(EUC)、呂宋潛流(LUC),棉蘭老潛流(MUC),新幾內(nèi)亞沿岸潛流(NGCUC)和北赤道潛流(NEUC)等。棉蘭老潛流位于南向的棉蘭老流之下,在棉蘭老島近岸向北運動,是連接新幾內(nèi)亞潛流和北赤道潛流的關(guān)鍵海流,也是南半球表層以下海水跨越赤道后向北繼續(xù)輸運的重要載體。目前,對棉蘭老潛流的結(jié)構(gòu)和形成變化機(jī)理的認(rèn)識較為薄弱。深入認(rèn)識棉蘭老海流,對闡明熱帶太平洋西邊界環(huán)流三維動力結(jié)構(gòu)、變化機(jī)制和其對質(zhì)量熱量的輸運都有著重要的科學(xué)意義。 本文使用ARGO資料、WOA01資料、SODA同化資料與OFES模式資料,通過等密面坐標(biāo)變換、斷面分析,溫鹽分析、EOF分解,并輔之以HYCOM模擬和敏感性實驗,對棉蘭老潛流的時間和空間分布特征進(jìn)行了初步分析,得到結(jié)論如下: (1)NGCUC通過哈馬黑拉渦(HE)深層西北向擴(kuò)展的渦旋作用而轉(zhuǎn)向北,形成MUC。MUC垂向位于26.5~27.5位密層之間。通過不同分辨率模式的模擬和比較,認(rèn)為MUC的路徑辨識與數(shù)據(jù)分辨率有關(guān),低分辨率資料如SODA中MUC為貼岸的直接北向流動,并分兩支向東轉(zhuǎn)向匯入NEUC。高分辨率結(jié)果則顯示MUC是通過渦旋接力而成的蛇形北向流動。本質(zhì)上MUC是由多個渦旋相互作用而形成。 (2)在平均狀態(tài)下MUC在8°N大致可以看做擁有兩個流核。在年平均狀態(tài)下,近岸核心相對比較明顯,其一般位于127°N以西,中心位于約1000m深度,攜帶的水團(tuán)主要為AAIW;而遠(yuǎn)岸核心一般位于128°E以東,攜帶水團(tuán)為SPTW下層水與NPIW的混合水,通常較近岸流核弱。遠(yuǎn)岸流核在某些月份與海洋上層的棉蘭老渦旋(ME)分支相連。在實際中,兩個流核可能合二為一。 (3)借鑒MUC的水團(tuán)屬性,對前人計算流量的方法進(jìn)行了改進(jìn),制定了MUC的位勢密度和鹽度限制條件來求取更為精確的MUC流量。基于新方法OFES資料平均流量為15.65Sv,SODA資料為17.95Sv,HYCOM模擬為7.55Sv。 (4)基于地轉(zhuǎn)流理論與渦度方程,推斷出MUC等西邊界潛流的產(chǎn)生與局地海水輻合輻散導(dǎo)致的垂向運動有關(guān)。強(qiáng)西邊界流與垂向上升流或下降流改變了西邊界的躍層結(jié)構(gòu),而躍層梯度與上層反向流動共同影響著潛流的產(chǎn)生與強(qiáng)度。就MUC而言,上層MC強(qiáng)便加劇了沿岸的下降流過程,因此躍層深度緯向梯度變大,MUC則越強(qiáng)。MUC春強(qiáng)(4月)秋冬弱的季節(jié)性變化規(guī)律與MC類似,便可使用該理論來解釋。而從年際變化上來看,MUC與MC流量也存在著較強(qiáng)的正相關(guān),二者流量主要變化周期均為7.79年。EOF分析的前兩個主模態(tài)顯示MUC受到溫躍層梯度與MC強(qiáng)度的影響。 (5)使用HYCOM模式對熱帶西北太平洋海域進(jìn)行了較高分辨率的氣候態(tài)模擬,輸出結(jié)果總體上模擬出了MUC的雙核結(jié)構(gòu)和渦旋式北上路徑,模式輸出的MUC也具有春強(qiáng)秋弱的變化特征。 (6)通過設(shè)計改變MC流量的敏感性實驗,驗證了MUC對上層環(huán)流與斜壓性強(qiáng)弱的響應(yīng)。結(jié)果證實,MC強(qiáng)時,棉蘭老東部海域斜壓性加強(qiáng),則位密下限放寬的MUC流量增大,其增強(qiáng)主體為北向流動的深層水,反之亦然;而MC的強(qiáng)弱反作用于次表層附近的SPTW下層水輸運,這是由于MC的流動幅度擴(kuò)展造成的。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P733
【部分圖文】：

圖 0-1 赤道西太平洋地形分布。圖中紅色標(biāo)號為島嶼，1 為棉蘭老島，2 為呂宋島，3 為薩馬島，4 為加里曼丹島，5 為蘇拉威西島，6 為哈馬黑拉島，7 為新幾內(nèi)亞島；藍(lán)色標(biāo)號為�；蚝{，1 為保和海，2 為蘇祿海，3 為蘇拉威西海，4 為望加錫海峽，5 為爪哇海，6 為班達(dá)海，7 為哈馬黑拉海Fig. 0-1 Topography of western tropical Pacific Ocean. The red labels indicate theislands. No.1 is Mindanao Island; No.2 is Luzon Island; No.3 is Samar Island; No.4 isKalimantan Island; No.5 is Celebes Island; No.6 is Halmahera Island; No.7 is NewsGuinea. The blues labels indicate the seas or straits. No.1 is Bohol Sea; No.2 is Sulu Sea;No.3 is Celebes Sea; No.4 is Makassar Strait; No.5 is Java Sea; No.6 is Banda Sea;No.7 is Halmahera Sea.從地形方面來看，菲律賓附近海域地勢變化較大。由于該海域為群島海域，

圖 0-2 熱帶西太平洋環(huán)流分布圖[1]Fig. 0-2 Circulation distribution of the western tropical Pacific Ocean.[1]0.2.3 水團(tuán)概述熱帶西太平洋海域水團(tuán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，眾多水團(tuán)不斷引入和帶出該海域。因此 Fineet al.[1]將該海域稱為在高緯度生成的躍層水和中層水的“水團(tuán)十字路口”。水文資料分析結(jié)果表明，在次表層，高鹽的北太平洋熱帶水（North Pacific Tropical Water，NPTW）被 NEC 攜帶抵達(dá)西邊界后，一部分流入黑潮，另一部分則流入 MC[34, 38, 39]。而 NGCUC 則攜帶形成于南半球的高鹽南太平洋熱帶水（South Pacific TropicalWater，SPTW）進(jìn)入熱帶西太平洋，受到 MC 的阻擋，SPTW 較淺的部分被 NECC和 EUC 攜帶轉(zhuǎn)向東輸送，而其較深的部分，與同樣起源于南半球的南極中層水（Antarctic Intermediate Water，AAIW）共同向北擴(kuò)散，并與 MUC 相連接[1, 40]。

1.2.2 地轉(zhuǎn)流的計算方法在實際海洋調(diào)查中，溫鹽等水文數(shù)據(jù)的獲取相對較為容易，而準(zhǔn)確流速則相對較難獲得。一方面，直接測流受到儀器和方法的制約，成本較高。另一方面，大洋環(huán)流中研究的海流為準(zhǔn)定常流，需要經(jīng)過長時間的歐拉平均處理；短時間測流，由于所測數(shù)據(jù)受到各種因素影響，難以滿足研究需要。由于溫鹽等慢變數(shù)據(jù)相對易于獲取，在實際應(yīng)用中，經(jīng)常采用溫鹽場反演地轉(zhuǎn)流的方法來近似地估計流場。通過溫鹽求地轉(zhuǎn)流，是利用較易觀測到的溫度、鹽度和深度（壓力）資料，首先計算海水的密度或比容，進(jìn)而進(jìn)行等壓面之間的位勢差計算，再進(jìn)行地轉(zhuǎn)流的計算，具體步驟如下[63]：
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡敦欣,崔茂常;THE WESTERN BOUNDARY CURRENT OF THE PACIFIC AND ITS ROLE IN THE CLIMATE[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;1991年01期

2 王凡,胡敦欣;DYNAMIC AND THERMOHALINE PROPERTIES OF THE MINDANAO UNDERCURRENT,PART Ⅱ: THERMOHALINE STRUCTURE[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;1998年03期

3 王凡,胡敦欣;PRELIMINARY STUDY ON THE FORMATION MECHANISM OF COUNTER WESTERN BOUNDARY UNDERCURRENTS BELOW THE THERMOCLINE——A CONCEPTUAL MODEL[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;1999年01期

4 Peter C Chu;Determination of the Current System on Isopycnal Surface Between Mindanao and New Guinea from GDEM[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;2003年03期

5 謝玲玲;田紀(jì)偉;胡敦欣;王凡;;A quasi-synoptic interpretation of water mass distribution and circulation in the western North Pacific II:Circulation[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;2009年04期

6 管秉賢;棉蘭老冷渦的變異及其與El Ni?o的關(guān)系[J];海洋與湖沼;1989年02期

7 丁宗信,白虹;薩馬島以東海域的一個次表層暖渦[J];海洋與湖沼;1993年04期

8 蘇紀(jì)蘭;如何正確認(rèn)識Argo計劃[J];海洋技術(shù);2001年03期

9 王慶業(yè);張緒東;;熱帶西太平洋潛流模擬:(Ⅱ)潛流結(jié)構(gòu)與輸運及其季節(jié)變化[J];海洋預(yù)報;2009年03期

10 ;Meso-scale circulation at the intermediate-depth east of Mindanao observed by Argo profiling floats[J];Science China(Earth Sciences);2010年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王慶業(yè);熱帶西太平洋環(huán)流動力結(jié)構(gòu)分析與模擬[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2006年

2 周慧;北太平洋西邊界流系的某些特征及變化規(guī)律研究[D];中國海洋大學(xué);2006年

3 謝玲玲;西北太平洋環(huán)流及其與南海水交換研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

本文編號：2881845