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黑潮延伸体区域脱落涡旋的时空特征分析

海洋学报 2019年第5期41卷 47-58页

作者：丁雅楠靖春生邱云自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

本文利用1993-2015年AVISO卫星高度计融合数据,统计分析了从黑潮延伸体流轴脱落涡旋的空间分布特征、运动属性以及季节、年际和类年代际变化。研究结果表明,23年间共追踪到242个气旋涡,276个反气旋涡,脱落的涡旋主要分布在沙茨基海隆以... 详细信息

本文利用1993-2015年AVISO卫星高度计融合数据,统计分析了从黑潮延伸体流轴脱落涡旋的空间分布特征、运动属性以及季节、年际和类年代际变化。研究结果表明,23年间共追踪到242个气旋涡,276个反气旋涡,脱落的涡旋主要分布在沙茨基海隆以西区域。从脱落涡旋的源地空间分布来看,气旋涡的形成区域有两个高值区,一个位于黑潮延伸体流轴稳定弯曲处,即144°～146°E之间的上游区域;另一个位于沙茨基海隆西侧156°E处。而反气旋涡的形成区域也有两个高值区,一个位于沙茨基海隆以西的下游区域,另一个位于148°E处。这些在上游和下游脱落的涡旋大多向西移动,其中有88%的涡旋再次被流轴吸收。脱落涡旋的数量显示出了明显的年际和类年代际变化。在流轴的上下游区域,类年代际和年际变化分别占主导地位。并且在上游区域,脱落涡旋的类年代际变化与黑潮延伸体的强度呈负相关。在季节变化上,夏季脱落形成的涡旋最多,冬季最少。

关键词：黑潮延伸体脱落涡旋时空特征季节变化年际和类年代际变化

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入侵南海的黑潮流套及其脱落涡旋

海洋与湖沼 2013年第3期44卷 537-544页

作者：郭景松冯颖袁业立郭炳火中国海洋大学青岛266100 国家海洋局第一海洋研究所青岛266061

将2003年、2004年和2005年秋、冬季在吕宋海峡投放的卫星跟踪漂流浮标(Argos)资料用于分析黑潮通过吕宋海峡时的流型。结果表明,秋、冬季黑潮表层流存在3种类型:北向型、西向型和流套-涡旋型,后两种入侵南海。统计分析指出吕宋海峡表层... 详细信息

将2003年、2004年和2005年秋、冬季在吕宋海峡投放的卫星跟踪漂流浮标(Argos)资料用于分析黑潮通过吕宋海峡时的流型。结果表明,秋、冬季黑潮表层流存在3种类型:北向型、西向型和流套-涡旋型,后两种入侵南海。统计分析指出吕宋海峡表层流进入流套-涡旋型路径的概率为0.23,黑潮流套的纬向尺度最大达210km,仅发生在恒春海脊西侧的台湾岛西南海域。黑潮流套仅是黑潮流分离的一部分,而非黑潮整体蛇形入侵南海,这与墨西哥湾的蛇形流不一样。在流套内西向流速大于东向流速,这可能是流套西向发展的原因之一,黑潮流套常可演变成脱落涡旋,也可能就地消亡。脱落涡旋以约10cm/s速度西移。

关键词：漂流浮标轨迹黑潮流套脱落涡旋统计分析吕宋海峡

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黑潮延伸体区域脱落涡旋研究

黑潮延伸体区域脱落涡旋研究

作者：丁雅楠自然资源部第三海洋研究所

学位级别：硕士

黑潮延伸体区域是中纬度海气相互作用的关键区域,也是海洋涡旋最活跃的区域之一。脱落涡旋的研究在分析和理解海洋中物质和能量的输送以及海-气相互作用等方面起着重要的作用,但是之前的研究并没有很好的区分出该区域从流轴脱落的涡旋... 详细信息

黑潮延伸体区域是中纬度海气相互作用的关键区域,也是海洋涡旋最活跃的区域之一。脱落涡旋的研究在分析和理解海洋中物质和能量的输送以及海-气相互作用等方面起着重要的作用,但是之前的研究并没有很好的区分出该区域从流轴脱落的涡旋、“蛇形”(meanders)以及其他的中尺度涡。本文基于1993-2015年AVISO卫星高度计融合数据,参照WA(Winding-Angle)方法人工统计了从黑潮延伸体流轴脱落的涡旋,并系统分析了该区域脱落涡旋的空间分布特征、运动属性以及季节、年际和类年代际变化特征。23年间共追踪到242个气旋涡,276个反气旋涡,脱落的涡旋主要分布在沙茨基海脊以西区域。从脱落涡旋的源地空间分布来看,气旋涡的形成区域有两个高发区,一个位于黑潮延伸体流轴稳定弯曲处,即144E-146 E之间的上游区域;另一个位于沙茨基海脊西侧156 E处。而反气旋涡的形成区域也有两个高发区,一个位于沙茨基海脊以西的下游区域,另一个位于148 E处。这些脱落的涡旋大多向西移动,反气旋涡和气旋涡向西移动的平均速度分别为3.52 cm/s和3.89 cm/s,其中有88%的涡旋再次被流轴吸收。脱落涡旋的平均生命周期为50天,气旋涡和反气旋涡平均半径分别为92.4 km和103.9 km,平均振幅分别为35 cm和32 cm。脱落涡旋的数量显示出了明显的年际和类年代际变化,在流轴的上下游区域,类年代际和年际变化分别占主导地位。在上游区域,脱落涡旋的类年代际变化与黑潮延伸体的强度呈负相关。在季节变化上,夏季脱落形成的涡旋最多,冬季最少。基于脱落涡旋的统计特征,结合Argo浮标资料、日本国家海洋科学与技术研究中心(JAMSTEC)船测资料数据集和WOA13 v2气候态温盐数据,采用客观分析插值法,合成了黑潮延伸体区域脱落涡旋的三维温盐结构,并估算出相关的热量输运。脱落的气旋(反气旋)涡呈现明显的位势温度负(正)异常,自西向东脱落的气旋(反气旋)涡引起的位温异常极值深度逐渐变浅(深)、位温异常值减小。140°-150°E脱落的冷涡由于低位势涡度的副热带模态水的存在,有“双核”结构特征。脱落的气旋(反气旋)涡在小于600 m深度有相对强的负(正)盐度异常;大于600 m深度气旋(反气旋)涡有相对弱的正(负)盐度异常。黑潮延伸体各区域合成脱落涡旋的温、盐异常的影响程度并不完全相同,可能与各区域背景流强度和温盐场有关。脱落涡旋对温盐的平均影响深度可达1 000 m以上。基于涡旋运动轨迹来计算涡旋运动导致的热量输送结果表明,脱落涡旋的经向热量输送值约为0.03 PW,该估算量占黑潮延伸体急流所处纬度的涡旋经向热量输送的三分之一,对北太平洋经向涡旋热量输送有重大贡献。最后,研究了北太平洋副热带西部模态水(NPSTMW)的分布特征以及脱落涡旋对其影响。研究表明黑潮延伸体区域反气旋涡中平均混合层深度和NPSTMW的厚度均大于气旋涡,这也间接证明了,反气旋涡中更易生成模态水。低位势涡度水的强度在合成的脱落涡旋中的分布表明,脱落的反气旋涡中NPSTMW明显强于气旋涡,并且在反气旋涡的东侧有高位涡水体向南输运,而低位涡水体被限制在反气旋涡中心。脱落的反气旋涡中的捕获深度(Trapped Depth)高达950 m,气旋涡中为800 m。

关键词：黑潮延伸体区域脱落涡旋时空特征三维结构热量输送北太平洋副热带西部模态水

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吕宋海峡黑潮脱落涡旋的特征分析

吕宋海峡黑潮脱落涡旋的特征分析

作者：王鼎琦国家海洋局第一海洋研究所

学位级别：硕士

黑潮是西北太平洋的一支强西边界流,沿太平洋西岸北上过程中,经过吕宋海峡时会有部分黑潮水进入南海,从而影响着南海北部甚至整个南海的海洋环境。涡旋脱落是黑潮水入侵南海的重要方式之一。本文主要采用1993—2014年法国空间局(AVISO)... 详细信息

黑潮是西北太平洋的一支强西边界流,沿太平洋西岸北上过程中,经过吕宋海峡时会有部分黑潮水进入南海,从而影响着南海北部甚至整个南海的海洋环境。涡旋脱落是黑潮水入侵南海的重要方式之一。本文主要采用1993—2014年法国空间局(AVISO)多卫星融合海面高度距平(SLA)和绝对动力地形(ADT)全球网格化延时数据,统计分析了黑潮在吕宋海峡附近海域脱落并进入南海的涡旋及其与大尺度环流的关系。研究过程中还采用了美国国家海洋数据中心(NODC)的WOA13年平均温盐剖面气候数据,以及1993—2010年SODA2.2.4月平均海洋同化数据集。结果表明:(1)暖涡脱落数量远多于冷涡数量,且脱落的冷涡绝大部分在黑潮西侧边缘生成,而脱落的暖涡则大部分在黑潮控制区生成;(2)冷涡、暖涡脱落时的平均半径、平均振幅相近,但是冷涡的平均生命、平均迁移距离约为暖涡的一半;(3)冷涡不是每年都有脱落,主要在冬季脱落;暖涡则每年均有脱落,主要发生在秋季;(4)脱落涡旋数量与脱落时的黑潮路径类型相关,当黑潮为入侵路径时,最容易脱落涡旋;(5)脱落涡旋的平均西行速度为5.8 cm/s,与斜压第一模态长Rossby波波速及大尺度环流的西向平流流速之和相近。作为比较和补充,我们还利用了1993—2013年OFES模式数据产品,统计并分析黑潮的脱落涡旋,并研究其流场、温度和盐度的三维结构特征。结果表明:(1)暖涡脱落数量远多于冷涡数量,且脱落的冷涡绝大部分在黑潮西侧边缘生成,而脱落的暖涡则大部分在黑潮控制区生成。这一特征与卫星观测结果一致,但模式得到的脱落涡旋个数和出现频率比高度计观测到的要明显偏低;(2)脱落冷涡的垂直尺度与其来源有关,脱落暖涡的垂直尺度可达1000 m以上;(3)脱落涡旋的温盐结构受黑潮的影响较大。

关键词：南海吕宋海峡黑潮脱落涡旋

进入中国南海的黑潮脱落中尺度涡的特征——基于OFES模式数据

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海洋科学进展 2021年第2期39卷 231-240页

作者：王鼎琦方国洪徐腾飞邱婷中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266061 国家海洋局东海预报中心上海200136

自黑潮脱落并由吕宋海峡进入中国南海的中尺度涡(简称脱落涡旋)对黑潮与南海的水体交换、热量及物质输送等过程均有十分重要的作用。基于1993—2013年OFES(OGCM for the Earth Simulator)模式数据产品,分析研究了脱落涡旋的统计特征及... 详细信息

自黑潮脱落并由吕宋海峡进入中国南海的中尺度涡(简称脱落涡旋)对黑潮与南海的水体交换、热量及物质输送等过程均有十分重要的作用。基于1993—2013年OFES(OGCM for the Earth Simulator)模式数据产品,分析研究了脱落涡旋的统计特征及其温盐流三维结构,并与卫星观测结果进行对比分析。OFES模式的海表面高度数据和卫星高度计数据的统计结果都表明气旋式脱落涡旋(脱落冷涡)绝大部分在黑潮西侧边缘生成,反气旋式脱落涡旋(脱落暖涡)则大部分在黑潮控制区(包括黑潮流套区)生成,脱落暖涡的数量远多于脱落冷涡的。OFES模式数据得到的脱落涡旋个数和出现频率较卫星观测结果要明显偏低。此外,由OFES模式数据得到的脱落涡旋三维结构表明,黑潮控制区和黑潮西侧边缘生成的脱落冷涡的流场垂向影响深度差异较大,而脱落暖涡的流场垂向影响深度一般达水深1000 m以深,脱落涡旋的位势温度的垂向影响深度与该涡的流场垂向影响深度相当,其盐度的垂向影响深度则较浅;脱落涡旋的温盐结构受黑潮的影响较大。

关键词：脱落涡旋中国南海黑潮 OFES(OGCM for the Earth Simulator)