西北太平洋副熱帶逆流區(qū)及其鄰近海域中尺度渦研究.pdf

1、中尺度渦在西北太平洋副熱帶逆流區(qū)活動(dòng)頻繁，是該海區(qū)的重要海洋過(guò)程。本文通過(guò)兩種途徑對(duì)西北太平洋副熱帶逆流區(qū)及其鄰近海域的中尺度渦進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，一是直接利用衛(wèi)星測(cè)高資料提取中尺度渦信息，二是基于海洋模式，采用數(shù)據(jù)同化技術(shù)，聯(lián)合應(yīng)用衛(wèi)星高度計(jì)與衛(wèi)星遙感海面溫度以及包括Argo在內(nèi)的各種溫鹽剖面資料，對(duì)海面高和三維溫、鹽、流進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序數(shù)值再分析，由再分析結(jié)果對(duì)該海區(qū)中尺度渦的時(shí)空分布、變化規(guī)律、生成機(jī)制等進(jìn)行研究。為了獲得理想的海面高和

2、三維溫、鹽、流再分析結(jié)果，本文設(shè)計(jì)了一種基于遞歸濾波技術(shù)的順次三維變分?jǐn)?shù)據(jù)同化方法，其同化效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)三維變分法。 目前對(duì)該海區(qū)中尺度渦的時(shí)空分布變化規(guī)律的系統(tǒng)研究較少見(jiàn)，本文對(duì)1996～2005年期間副熱帶逆流區(qū)及其鄰近海域的中尺度渦進(jìn)行了較系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，平均每年出現(xiàn)50～70個(gè)中尺度渦，其中氣旋渦數(shù)量略多于反氣旋渦，這些中尺度渦的平均半徑約170Km，渦內(nèi)外的海面高度差在10cm～40cm之間。春夏季中尺度渦的數(shù)量

3、較多，強(qiáng)度較大，渦旋的維持時(shí)間也較長(zhǎng)，秋冬季是該海區(qū)中尺度渦較不活躍的季節(jié)。 本文還利用上述再分析結(jié)果，分析了該海區(qū)正、反渦的移動(dòng)及其相應(yīng)的三維結(jié)構(gòu)特征。以切向流速等于5cm/s作為渦旋邊界的特征參數(shù)，反氣旋渦多呈圓錐形，其深度可達(dá)1000m～2000m；氣旋渦的形狀接近圓柱形，其發(fā)展深度較淺，通常只有幾百米。通過(guò)對(duì)相應(yīng)的溫度剖面的分析發(fā)現(xiàn)，暖核或冷核達(dá)到的深度通常比其特征流速發(fā)展的深度大幾百米甚至上千米，但在100m以淺，冷、

4、暖核特征并不明顯，這些結(jié)果目前的研究尚少見(jiàn)。 目前的研究較少關(guān)注風(fēng)場(chǎng)在該海區(qū)中尺度渦生成和發(fā)展過(guò)程中的作用。本研究使用NCEP和QuikSCAT風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值試驗(yàn)，并對(duì)風(fēng)場(chǎng)旋度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明該海區(qū)中尺度渦生成數(shù)量的季節(jié)變化與分辨率較高的QuikSCAT風(fēng)場(chǎng)及其旋度有較好的相關(guān)性。通過(guò)分析使用不同風(fēng)場(chǎng)時(shí)再分析結(jié)果中的中尺度渦生成數(shù)量，結(jié)果表明采用分辨率較高的QuikSCAT風(fēng)場(chǎng)作為模式的驅(qū)動(dòng)場(chǎng)時(shí)，可以明顯改善再分析結(jié)果對(duì)中尺