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棉兰老潜流季节变化特征的数值分析研究

作　者: 王彩霞
导　师: 兰健
学　校: 中国海洋大学
专　业: 物理海洋学
关键词: 棉兰老潜流季节变化特征 OFES HYCOM
分类号: P731.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

热带西太平洋，是多个海流和水团的聚集地，有“水团十字路口”之称。在过去的十几年里，人们对西赤道太平洋环流的认识越来越多，尤其是太平洋低纬度西边界流系（Low Latitude West Boundary Currents, LLWBCs）。低纬度西边界流系是南北半球水团、热通量和盐通量的重要交换通道，对赤道的热量和水团收支起到非常重要的作用。潜流研究的主要目的是加深对低纬度西边界流系特征及垂直结构的了解。新几内亚沿岸潜流（NGCUC）和棉兰老潜流（MUC）的发现为更好的描述LLWBCs的垂直结构奠定了重要基础。棉兰老潜流（MUC）是连接新几内亚沿岸潜流（NGCUC）和北赤道逆流（NECC）的重要通道，同样也是南半球表层以下海水跨越赤道后向北继续输运的关键载体。MUC的研究，对阐明低纬度太平洋西边界环流三维动力结构、变化机制和其对热通量和盐通量的输运有重要的科学意义。本文通过分析OFES数据，采用断面分析、温盐分析和等密度面坐标转换等分析方法，利用位势密度和盐度共同限制的方法计算了MUC的体积输送量，分析了MUC的空间结构和季节变化特征，并通过HYCOM数值模式设计敏感实验，探究MUC季节信号的来源及影响因素，得到的结论如下：（1）通过对OFES数据进行断面分析和温盐分析，我们发现MUC的组成水团除了南太平洋热带水（SPTW）下层部分和南极中层水（AAIW）之外，还可能存在一个中心位势密度和盐度分别为27.7和34.64的深层水团，本文将其称为高位势密度水团（HPDW），并将其考虑进MUC体积输运量的计算中。（2）气候态月平均的12个月的经向流速分布表明MUC的流核数目和强度都有明显的季节变化。MUC流核数目在不同月份的分布不同，一般在1~5个，其中存在两个流核的月份最多；MUC各个流核的核心强度和扩展面积也有明显的变化，近岸流核在11、12月的核心流速最大，可以达到10cm/s，最大扩展面积出现在10月份，远岸流核在4、5月份最强，最大核心流速可以超过10cm/s，在9月份的扩展区域最大，深层流流核则在3月份的核心流速最大，最大可达5cm/s，最大扩展面积同样也出现3月份。（3）位势密度与盐度限制的积分方法相比于传统的深度积分方法更加适合用来计算MUC的气候态月平均体积输运量。选择8°N断面来分析MUC体积输运量的季节变化特征，分析结果表明，MUC的体积输运量在春季最强，秋季次之，冬季最弱。MUC的3个可能组成水团的体积输运量的季节变化特征与MUC的变化相似，SPTW下层水与AAIW水团都表现为春季最强，秋季次之，冬季最弱，而HPDW水团也是春季最强、秋季次之，但是最弱的是夏季。（4）为了探究MUC季节信号的来源，利用HYCOM数值模式设计了一组敏感实验。实验结果表明，MUC及其组成水团的季节变化受到140°E以东和140°E以西的整个区域风场的季节变化影响。其中，局地风场，即140oE以西的风场对MUC季节变化的影响更强。（5）针对MUC可能的影响因素，利用HYCOM数值模式设计了两组敏感实验，封闭南大洋向北输运的通道实验结果表明，MUC的生成并不是南大洋流动的推力而致，可能主要受表层MC的影响。MC对MUC强度影响的实验结果表明，MUC的整体强度随MC的增强而增强，减弱而减弱。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
0 前言  12-15
1 概述  15-20
  1.1 地理环境  15-16
  1.2 流场  16-17
  1.3 水团  17-18
  1.4 研究进展  18-19
  1.5 本文工作  19-20
2 数据资料和研究方法  20-31
  2.1 数据资料  20-23
    2.1.1 数据说明  20-21
    2.1.2 数据对比  21-23
  2.2 研究方法简介  23-25
    2.2.1 位势温度与位势密度计算方法  23-24
    2.2.2 相关分析  24-25
  2.3 数值模式  25-29
    2.3.1 HYCOM 简介  25-27
    2.3.2 实验设置  27-28
    2.3.3 实验结果验证  28-29
  2.4 本章小结  29-31
3 MUC 空间结构的分析研究  31-36
  3.1 水平流场  31-32
  3.2 垂直结构  32-34
  3.3 本章小结  34-36
4 MUC 的季节特征的分析研究  36-55
  4.1 垂直结构的季节变化  36-39
  4.2 流量的季节变化  39-51
    4.2.1 体积输运量的计算方法  39-45
    4.2.2 流量季节变化特征探究  45-51
  4.3 季节信号来源的探究  51-53
    4.3.1 敏感实验设置  51-52
    4.3.2 实验结果分析  52-53
  4.4 本章小结  53-55
5 MUC 影响因素的数值研究  55-59
  5.1 封闭南大洋通道实验  55-56
    5.1.1 实验设置  55
    5.1.2 实验结果分析  55-56
  5.2 MC 对 MUC 的影响实验  56-58
    5.2.1 实验设置  56-57
    5.2.2 实验结果分析  57-58
  5.3 本章小结  58-59
6 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 工作展望  60-61
参考文献  61-67
致谢  67-68
个人简历  68
发表的学术论文  68-69

棉兰老潜流季节变化特征的数值分析研究

内容摘要

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