西北太平洋環(huán)流及其與南海水交換研究.pdf

1、西北太平洋是赤道太平洋和亞熱帶太平洋之間物質(zhì)和熱量交換的活躍區(qū)域，對全球氣候變化起著重要作用。南海是西北太平洋最大的邊緣海，兩者之間的水交換不僅對南海的環(huán)流與熱收支有重要作用，而且對西北太平洋的環(huán)流和生態(tài)也有很大影響。因此，對西北太平洋環(huán)流及其與南海水交換的研究具有重要的科學(xué)意義。 本文在前人研究的基礎(chǔ)上，主要利用2005年10-11月和2008年8-9月現(xiàn)場強化觀測獲得的高分辨率、大深度的CTD溫鹽資料和LADCP流速資料，對

2、西北太平洋環(huán)流及南海與西北太平洋之間的水交換，尤其是對前人研究中還比較缺乏的中層及深層的環(huán)流結(jié)構(gòu)和流態(tài)路徑，進行了細(xì)致的分析研究，發(fā)現(xiàn)了一些新現(xiàn)象。 在2005年觀測期間，西北太平洋的北赤道流(NEC)在菲律賓沿岸大約12°N的表層分叉為北向的黑潮(Kuroshio)和南向的棉蘭老流(MC)；NEC分叉點的緯度隨著深度增加迅速北移，在1000米處移到20°N，但在1000米以下直到2000米分叉點的緯度幾乎沒有變化；呂宋潛流(L

3、UC)在21°N的黑潮下面就已出現(xiàn)，沿呂宋島沿岸向南流動中流速逐漸增強但深度變淺，在12°N左右LUC的上邊界露出水面，一部分離開岸邊向東流向海洋內(nèi)區(qū)，另一部分與棉老島流匯合繼續(xù)向南流去；棉蘭老流在棉蘭老島近岸可以達(dá)到2000米深度，深層的棉老島流與躍層以下的氣旋式環(huán)流有關(guān)；棉蘭老潛流(MUC)在到達(dá)棉老島沿岸后逐漸向東北方向偏移，最后在130°E，10°-12N之間匯入北赤道流下的東向潛流；與棉老島潛流的流徑相對應(yīng)，來自南太平洋的南極

4、中層水(AAIW)在北半球并沒有直接沿著西邊界向北入侵，而是轉(zhuǎn)向東北，最遠(yuǎn)在130°E延伸到10°N。 結(jié)合2005年10月在呂宋海峽附近的流場結(jié)構(gòu)和水團分布，第一次發(fā)現(xiàn)在呂宋海峽的中層(26.8-27.3σθ)大約500-900米深度上存在一個反氣旋渦。這個反氣旋渦的存在使得從呂宋海峽北部向東流出的鹽度較高(34.4＜S＜34.5 psu)的南海中層水(SCSIW)有一半被帶向呂宋海峽南部，然后又向西流回南海；而另外一部分從海

5、峽北部凈流出的SCSIW向東也只能延伸到122°E，然后被黑潮帶向北。呂宋海峽的中層渦旋降低了西北太平洋與南海中層水交換的效率。 利用2008年在呂宋海峽的密集觀測，本文第一次給出了太平洋與南海深層水交換的具體路徑以及深層水交換較為準(zhǔn)確的定量結(jié)果。 結(jié)果顯示： 太平洋深層水越過巴士海峽口的海檻，沿著巴士海峽通道主軸流向呂宋海溝，在呂宋海溝內(nèi)經(jīng)過比較復(fù)雜的環(huán)流，最后深層水都從呂宋海溝南端深水通道流出，由呂宋島附近的

6、深水開口流向南海海盆； 在海峽通道中的深層流平均流速超過0.15 m s-1，最大流速可達(dá)0.3 m s-1，流速的垂向剖面具有明顯的底邊界層結(jié)構(gòu)，即在深層流速先隨深度增大，在離底百米左右處達(dá)到最大值，然后向海底迅速減小為零；通過巴士海峽的深層水(＞27.64σθ)的水體通量為1.14 Sv，在呂宋海溝南端水體通量為1.44 Sv，在通向南海的開口處水體通量則為2.3 Sv； 呂宋海溝西側(cè)墻壁水深超過2000米的缺口處，