【摘要】：本文利用衛(wèi)星高度計觀測數(shù)據(jù)和長期驗潮站資料,結合一層半約化重力理論模型結果,從風驅Rossby波動力、副熱帶逆流-北赤道流(STCC-NEC)系統(tǒng)垂向剪切的斜壓不穩(wěn)定、再生環(huán)流區(qū)副熱帶模態(tài)水(STMW)發(fā)展入侵等角度,研究黑潮延伸體以南的熱帶、副熱帶北太平洋西部海域海平面低頻變化規(guī)律以及變化機制,探討如下幾個方面的內容：風驅Rossby波動力對海平面低頻變化的貢獻、作為高渦動能能量來源的STCC-NEC系統(tǒng)垂向剪切斜壓不穩(wěn)定對海平面變化的影響、再生環(huán)流區(qū)的大氣動力條件通過副熱帶模態(tài)水的入侵過程對其南側副熱帶海區(qū)海平面變化的影響,以及海平面低頻變化的可預報性。 北太平洋海面高度均方差分布有較大的空間差異,黑潮延伸體附近海域、北赤道流流域和副熱帶逆流區(qū)域海面高度均方差較大；而對于低頻均方差NEC區(qū)域仍較顯著,副熱帶逆流區(qū)則顯著減小。20°N以南的低緯度海平面年際變化顯著,空間連貫性較好；20-30°N之間的副熱帶海域低頻振幅小,空間一致性差。ENSO事件和PDO對研究區(qū)域海平面變化有較好的相關性。 基于驗潮站資料,風驅一層半約化重力模式能非常好的反映觀測的海平面低頻變化特征。隨著模擬信號站點與起始邊界站點間的距離增加,模擬與觀測數(shù)據(jù)的相關性減小,模擬效果變差,這是因為Rossby波傳播路徑越長,風應力旋度及模型自身局限導致的誤差累積增大�；诟叨扔嬘^測的模擬可見180°以東海域、30°N以北和8°-20°N緯帶間的廣闊海區(qū)模擬結果較好,而7°N以南、165°E以西和20°-30°N、170°以西區(qū)域的模擬不夠準確。模擬效果較好的海區(qū),說明模式能很好的解釋海面高度年際變化特征。這些區(qū)域猶如海平面低頻變化的信息通道,風應力旋度異常在該緯帶累積引起的海面高度異常以Rossby波作為載體西向傳播,從而可以根據(jù)東側海區(qū)海平面低頻變化和風應力旋度的累積實現(xiàn)西側海區(qū)海平面低頻變化的預報。對于模擬效果不佳的區(qū)域,模式自身的局限是重要因素,該區(qū)域低頻變化幅度較小也是預報結果不理想的原因之一。預報不佳海域海表風應力旋度表現(xiàn)為負異常,且分別對應著北赤道逆流和副熱帶逆流這兩個上層緯向地轉流向東的區(qū)域,東向地轉流區(qū)、風應力旋度負異常區(qū)和模型難以解釋SLA低頻變化區(qū)域,這三者在地理位置上的吻合說明它們存在一定的內在相關性。耗散系數(shù)的選取對不同緯度模式模擬效果也有影響,隨緯度升高,耗散系數(shù)取值相應減小,模式模擬結果的準確性有所提高。 25°N以南的STCC區(qū)域是渦動能(EKE)異常高值區(qū),SLA與EKE之間有良好的滯后相關關系,STCC區(qū)域西部的SLA可根據(jù)EKE的變化作出預測,尤其是低頻SLA的變化。STCC區(qū)域平均的SLA與Ekman輸運水平輻合項表現(xiàn)出較好的正相關,該區(qū)Ekman溫度梯度輻合增加引起該區(qū)躍層的傾斜加強,躍層的傾斜使得STCC-NEC系統(tǒng)在垂直方向產生較大的剪切,導致較強的斜壓不穩(wěn)定,從而造成EKE水平加強。這一過程對該區(qū)海平面的低頻變化有直接影響。 25°N以北的的副熱帶海區(qū),與亞熱帶模態(tài)水(STMW)的生成區(qū)相鄰,SLA的低頻變化與STMW形成、南侵過程密切相關。STMW的露頭區(qū)位于28°N以北、黑潮延伸體以南,在100米以下可向南入侵到25°N區(qū)域。1993-1997年該區(qū)混合層深度加深,16°-18℃層厚度較大,STMW的位渦較小,該時期的SLA處于負位相；1998-2001年間混合層深度變淺,16°-18℃層厚度減小,STMW區(qū)域的位渦異常高,對應的SLA總體上表現(xiàn)為正異常。SLA滯后16°-18℃層間厚度6個月達到最大負相關-0.45；SLA滯后位渦6個月左右達到最大正相關0.51。 STMW生成區(qū)冬季(12-3月)海表凈熱通量與最大混合層深度為負相關。STMW生成區(qū)冬季較強的海面動量通量導致海表大量散熱,對應著下一年副熱帶區(qū)域春夏季較低的海平面異常,夏秋季則相反。在年際尺度上，冬季(12-3月)最大風應力異常與最大混合層深度年際變化表現(xiàn)出較好的正相關關系,海表凈熱通量和動量通量與副熱帶海區(qū)的SLA表現(xiàn)為超前后者的負相關。海氣相互作用強烈的年份,海洋大量散熱,較多極低位渦的STMW生成,這些模態(tài)水因具有低溫且垂向均一的特征,生成后向南入侵的過程中引起副熱帶海域比容海平面的異常低值,從而導致30°N以南亞熱帶海區(qū)海面高度的低異常。STMW生成區(qū)的上層大氣條件與副熱帶區(qū)域海平面的年周期和低頻變化均存在遙相關關系。
【圖文】：

1加 OE140乍1印乍1印.1印氣刀140、份1加氣份1田氣份圖3一1北太平洋海面高度均方差及低頻均方差圖3一la是由1993一2008年高度計資料計算得出的北太平洋海表面高度均方差，它代表了各點海平面變化的多年平均幅度。總體上，北太平洋洋盆西側海平面變化幅度較東側大，其中黑潮延伸體(KE)海區(qū)(30一400N)變化最為劇烈，在150mr。以上;其次是5一15oN，160oE以西的北赤道流(NEC)流域和20oN以北的副熱帶逆流(STCC)區(qū)域，海面高度異常的均方差都在100mm以上。最小值

由此可見，北太平洋海平面變化幅度存在很大的空間差異。用高斯低通濾波方法，濾掉海面高度異常中的一年以下的高頻信號，得到海面高度低頻信號的均方差，見圖3一lb，它反映了各點低頻海面高度變化的多年平均振幅的大小。相對于圖3一la，均方差總體減小，但黑潮延伸體海域仍是低頻變化最劇烈的海區(qū)，均方差值在120nlln以上，其次是150oE以西的北赤道流區(qū)域，均方差值在100們nrn左右。相對于圖3一la，臺灣東側的副熱帶逆流區(qū)低頻變化振幅較小，減小到SOmrn以下，，這說明該區(qū)高頻變化占主導，低頻變化相對較小。北太平洋 1800以東的廣大區(qū)域，海面高度低頻變化幅度都較小。印姍加佃佃-1so抑翻期ON
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：P732

【參考文獻】

相關博士學位論文 前2條

1 潘愛軍;北太平洋副熱帶模態(tài)水及其形成機制研究[D];中國海洋大學;2004年

2 胡海波;北太平洋低位勢渦度水的潛沉和向臺灣以東的輸運[D];中國海洋大學;2008年

本文編號：2604310