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热带海洋学报 2021年第5期40卷 10-24页

作者：杨潇霄曹海锦经志友河海大学海洋学院江苏南京210024 热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301

南海是西太平洋最大的边缘海,由于受季风影响显著以及北部海域的黑潮入侵,其动力环境复杂多变,次中尺度过程丰富,且在空间上和时间上存在多变性。文章基于高分辨率数值模式的结果,通过对次中尺度动力参数的分析,对比讨论了南海北部、中... 详细信息

南海是西太平洋最大的边缘海,由于受季风影响显著以及北部海域的黑潮入侵,其动力环境复杂多变,次中尺度过程丰富,且在空间上和时间上存在多变性。文章基于高分辨率数值模式的结果,通过对次中尺度动力参数的分析,对比讨论了南海北部、中部、西部和南部海域4个典型子区域上层海洋次中尺度过程的空间差异、季节变化、影响深度、影响因素等问题。研究发现各区域季节性变化特征和机制有所不同:北部海域受冬季风和黑潮入侵影响,冬季次中尺度的混合层不稳定较强;中部海域同样表现为“冬强夏弱”;西部海域受夏季风影响显著,夏季次中尺度过程更为活跃;而南部海域主要受岛屿地形影响较大,容易产生地形尾涡,季节性特征不明显。统计分析表明,次中尺度过程往往表现出强正相对涡度与高应变特征,在表层更容易出现负位涡,流体稳定性较差。此外,文章从能量学角度对次中尺度过程的主要能量来源、控制因素等进行了讨论。

关键词：南海次中尺度季节变化上层海洋空间差异

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VIIRS和AVHRR海表温度场空间精细度估算

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2019年第8期49卷 123-129页

作者：吴凡 Peter Cornillon 管磊中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 罗德岛大学海洋研究所 Narragansett 02882

对上层海洋次中尺度过程研究至关重要的卫星海表温度(Sea Surface Temperature,SST)场的空间精细度一直未受到足够重视。由于卫星SST产品反演噪声的影响和实测数据的缺乏等原因,目前对卫星SST场空间精细度的研究受到较大限制。本研究开... 详细信息

对上层海洋次中尺度过程研究至关重要的卫星海表温度(Sea Surface Temperature,SST)场的空间精细度一直未受到足够重视。由于卫星SST产品反演噪声的影响和实测数据的缺乏等原因,目前对卫星SST场空间精细度的研究受到较大限制。本研究开发了一套估算卫星SST场空间精细度的方法,将Suomi National Polar-orbiting Partnership卫星Visible Infrared Imager Radiometer Suite(Suomi-NPP/VIIRS)和NOAA-15卫星Advanced Very High Resolution Radiometer(NOAA-15/AVHRR)Level-2 SST场的空间能量谱与长时间在同一航线反复观测的高空间分辨率实测海温数据的空间能量谱进行了比较。研究发现VIIRS SST场夜间沿扫描方向在1.5~50 km尺度对海表温度空间能量的分布特征和变化趋势描述准确,日变化导致VIIRS白天场次中尺度空间谱能量相对夜晚有所增加。AVHRR SST场空间谱能量在次中尺度相比VIIRS有较大升高。

关键词：次中尺度空间精细度 VIIRS AVHRR SST

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黑潮流区次中尺度热量输运特征——以2013年1月模拟结果为例

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海洋科学 2019年第9期43卷 12-19页

作者：吴迪茜董济海陈智杰南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361000 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000

作为中尺度过程与小尺度过程中的过渡,次中尺度过程[空间尺度为O(1~10)km,时间尺度为O(1)天]是海洋动力过程中重要的一环。海洋次中尺度过程具有明显的非地转特征,从而促进垂向热量和物质的输运,因此在海洋上层热量与物质垂直交换中肩... 详细信息

作为中尺度过程与小尺度过程中的过渡,次中尺度过程[空间尺度为O(1~10)km,时间尺度为O(1)天]是海洋动力过程中重要的一环。海洋次中尺度过程具有明显的非地转特征,从而促进垂向热量和物质的输运,因此在海洋上层热量与物质垂直交换中肩负着极为重要的作用。黑潮作为全球最强的西边界流之一,是海洋能量的重要聚集区。针对黑潮流区大尺度环流和中尺度涡旋等动力过程的研究,受到海洋和气象学者的广泛关注,但对黑潮流区次中尺度过程的相关研究相对较少。本文基于高分辨率ROMS数值模式(空间分辨率为1公里),针对黑潮流区(25.5°~29.4°N, 124.4°~131°E)次中尺度过程的空间分布特征及其诱导的热量输运特征进行了研究。模拟结果表明,黑潮流区存在着十分活跃的次中尺度过程,尤其是在黑潮流区及岛屿周边等地形变化剧烈的海区。相对涡度和垂直流速的分布特征表明,次中尺度相对涡度和垂向流速上表现出了明显的不对称性,正相对涡度强于负相对涡度,向下垂向流速强于向上垂向流速,而这主要是由惯性不稳定所导致。通过计算次中尺度引起的热量输运,结果表明次中尺度的水平热量通量为东北方向,从较低纬度朝较高纬度输运,这意味着次中尺度可以促进不同纬度的热量交换;而垂向热量通量则表现出向上输运的特征,即由深层往表层输运,这意味着次中尺度过程可以导致热量在垂直方向上的再分配,从而使得海洋趋于再分层。

关键词：次中尺度黑潮流区热量输运

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台湾海峡冬春季节锋面过程的研究

台湾海峡冬春季节锋面过程的研究

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作者：朱文君厦门大学

学位级别：硕士

冬春季节台湾海峡内的密度锋面是由浙闽沿岸流与东侧暖水的相互作用所形成的。观测资料显示,锋面的形成与其主要的影响因素东北季风的转向不同步,相对于风场滞后2-3个月。浙闽沿岸锋在水平和垂向的时间演化均存在明显的季节特征,且二者... 详细信息

冬春季节台湾海峡内的密度锋面是由浙闽沿岸流与东侧暖水的相互作用所形成的。观测资料显示,锋面的形成与其主要的影响因素东北季风的转向不同步,相对于风场滞后2-3个月。浙闽沿岸锋在水平和垂向的时间演化均存在明显的季节特征,且二者不同步。锋面先形成于表层,随时间的演化,在表层以下开始形成。跨锋面的水文结构也存在明显的季节差异。在冬春季节,锋面西侧水体呈低温低盐的特征,东侧为高温高盐;因此,除锋面处外,跨锋面断面整体上存在温盐补偿关系。在短时间尺度（天或周量级）上,浙闽沿岸锋的垂向结构及位置还受风和潮流的影响。本文还探讨了不同类型的锋面垂向形态所对应的次中尺度动力特征及其不稳定性。尽管不同类型的锋面结构均有各自的动力特征,但跨锋面区域的涡度、散度和水平拉伸在整体上大致接近正态分布。靠近外海一侧,水体趋向于不稳定;在靠岸冷水一侧,不稳定主要发生在表层或底层;在锋面及其两侧则主要发生对称不稳定。

关键词：台湾海峡锋面时空变化次中尺度

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琼东区域海洋锋面的次中尺度过程

琼东区域海洋锋面的次中尺度过程

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作者：曹智勇广东海洋大学

学位级别：硕士

海洋锋面是陆架边缘海中普遍存在的重要现象,是影响流场结构、海洋热量和动量交换、海气相互作用以及生物化学过程的重要因素,对维持陆架海生物泵高效运转有重要作用。2012年7月对海南岛东部(琼东)陆架海域做了现场调查,本文结合其中4... 详细信息

海洋锋面是陆架边缘海中普遍存在的重要现象,是影响流场结构、海洋热量和动量交换、海气相互作用以及生物化学过程的重要因素,对维持陆架海生物泵高效运转有重要作用。2012年7月对海南岛东部(琼东)陆架海域做了现场调查,本文结合其中4个断面的实测数据和卫星遥感数据,分析了该海域海洋锋面的一些次中尺度特征:海表温度锋面的季节性变化、夏季锋面的三维结构、锋面的动力学过程以及锋区的混合特征,并通过准地转ω方程计算出垂向速度,得到了锋面的非地转次级环流结构。琼东陆架海域的海表温度锋面有显著的季节性变化特征:冬季锋面最强烈,春季次强,夏季锋面较弱,秋季则完全消失。锋面中心也随季节改变,由冬季到春季逐渐从海南岛东北岬角向南移动。夏季锋强较弱,锋面主要分布在环海南岛的沿岸上升流区,锋强中心不明显;夏季锋面是典型的上升流锋面,近岸是低温、高盐的底层补偿水,离岸是高温低盐的陆架水。锋面位置在100 m等深线附近,锋面强度随深度增加而减弱,位置向外海推移。次表层的温度锋面要明显强于海表,这可能是在近岸上升到海表的冷水被加热,使得海表温度的水平梯度减弱造成的;锋面的动力学特征在锋面两侧差别很大,出现非常明显的水平结构不对称。罗斯贝数在高密一侧为正,低密一侧为负,数量级为O(1),沿锋面流速比较大,强速度水平剪切使得水平拉伸和位涡在锋面加强,位涡可以示踪跨锋面的艾克曼输运;通过准地转ω方程求得垂向速度,锋区垂向速度量级为O(10-5),在低密离岸一侧为上升流,高密近岸一侧为下降流,和跨锋面的非地转速度一起构成了非地转环流;琼东区域夏季混合特征较弱,但是在锋面区域湍流耗散率和混合率被加强,比背景场大2—3个数量级;锋区加强的垂向浮力通量和热通量表明锋面促进了垂直方向上物质、能量的交换。

关键词：陆架海琼东海洋锋面次中尺度

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