中尺度渦旋是海洋環(huán)流的重要組成部分,其空間尺度通常在幾千米到幾百千米,時間尺度在幾周到幾個月。作為連接大尺度運(yùn)動與小尺度運(yùn)動的紐帶中尺度渦旋對海洋中的物質(zhì)、能量、熱量等的傳播與混合起著重要作用,同時對海洋中多尺度的運(yùn)動、海洋生態(tài)、大氣環(huán)境、以及氣候變化等都有著十分重要的影響。本論文從歐拉以及拉格朗日兩個角度分別對南海中尺度渦旋以及阿古拉斯渦旋進(jìn)行了研究。歐拉方法以及拉格朗日方法在中尺度渦旋的研究上各有利弊,歐拉方法更適合研究渦旋的短期特征而拉格朗日方法對長期存在的渦旋以及渦旋對水體輸運(yùn)的研究上遠(yuǎn)勝歐拉方法。我們首先用歐拉方法對南海中尺度渦旋進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)研究,后著重研究了南海偶極子,討論了南海偶極子的可預(yù)報(bào)性并首次對其進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào),然后討論了ENSO對南海偶極子的影響;接著介紹了拉格朗日非線性動力系統(tǒng)理論以及方法,并且將其應(yīng)用在阿古拉斯渦旋的研究上,發(fā)現(xiàn)阿古拉斯渦旋并不像過去人們認(rèn)為的那樣攜帶高溫高鹽的阿古拉斯洋流水體橫跨大西洋,能夠跨越大西洋的阿古拉斯渦旋只攜帶了很少一部分的阿古拉斯洋流水體,其攜帶的大部分水體都來自于大西洋。同時針對阿古拉斯渦旋個例的研究表明作為超級連貫渦旋的阿古拉斯渦... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)山東省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

南海地形

（EOF）分解方法。經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解方法能夠有效地分析出矩陣數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征，提取主要數(shù)據(jù)特征量，它能夠?qū)㈦S時間變化的時空場分解為不隨時間變化的空間場以及與空間場對應(yīng)的只依賴于時間變化的時間函數(shù)，因此經(jīng)常被應(yīng)用在時空分析上。圖 2.11顯示了對南海偶極子所在區(qū)域（106°E-116°E, 6°N-18°N）的海表面高度異常（SLA）數(shù)據(jù)進(jìn)行 EOF 分解的結(jié)果，圖示為 EOF 前三個模態(tài)的空間分布，這三個模態(tài)共同詮釋了整個時空場 66.7%的特征。從各個模態(tài)的空間分布可以看到，第一模態(tài)以及第二模態(tài)共同反映了南海海盆尺度的變化，第三模態(tài)則可以看到清晰的偶極子結(jié)構(gòu)，因此我們稱之為偶極子模態(tài)。雖然除了這三個主要模態(tài)外，其他 EOF 模態(tài)也可能包含了部分偶極子的信息，但是相比前三個模態(tài)，其占的比重要少很多，而其對應(yīng)的時間序列又比這三個模態(tài)對應(yīng)的時間序列復(fù)雜很多，周期性較弱，因此，我們僅取前三個模態(tài)用作偶極子的預(yù)報(bào)。

圖 2.13 1993 年到 1996 年從偶極子指針指示的產(chǎn)生日期（第一列）到指針指示的消失日期（最后一列）的海表面高度異常分布。每行的抬頭寫明了偶極子指針指示的產(chǎn)生、消失日期以及指針指示的偶極子強(qiáng)度。（摘自 Xia et al., 2017）Figure 2.13 Inter-annual variability of the dipole life cycle characteristics from 1993 to 1996.Each row represents the evolution of the SLA from the dipole start date to the end date in eachyear. The title shows the start date, the lifetime, the strength, and the end date of the dipoledetected by the dipole index. (Adapted from Xia et al., 2017)更多年份的比對結(jié)果可以在圖 2.14 以及表 2.1 中看到。從圖 2.14 中可以看到偶極子平均在每年七月份產(chǎn)生，在九月份達(dá)到最強(qiáng)，然后在十一月份消失。前面已經(jīng)提到偶極子結(jié)構(gòu)受季風(fēng)影響較大。風(fēng)應(yīng)力旋度的強(qiáng)度對偶極子的產(chǎn)生以及維持起到了相當(dāng)重要的作用。從圖 2.14 中可以看到在 1995 年，1998 年，2006 年，2007 年，2008 年以及 2010 年都沒有偶極子出現(xiàn)，我們將這歸因于夏季風(fēng)異常導(dǎo)致的離岸射流的北移以及暖渦占據(jù)整個海盆所致(Chen and Wang

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Automatic detection of oceanic mesoscale eddies in the South China Sea[J]. 夏瓊,申輝.  Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2015(05)
[2]東亞夏季風(fēng)和ENSO關(guān)系的不穩(wěn)定性（英文）[J]. 王會軍.  Advances in Atmospheric Sciences. 2002(01)



本文編號：3438169