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南海和西北太平洋的跨等密度面和沿等密度面混合研究

作　者: 王晓玮
导　师: 田纪伟
学　校: 中国海洋大学
专　业: 流体力学
关键词: 西北太平洋 南海 越南冷涡 跨等密度面混合 沿等密度面混合
分类号: P731.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文利用2005年10-11月在西北太平洋和2007年8月在越南外海现场直接观测的CTD、ADCP、LADCP、TurboMAP与VMP观测资料,对南海和西北太平洋的跨等密度面和沿等密度面混合进行了研究分析。TurboMAP观测结果显示,越南冷涡海域湍动能耗散率为10-1010-8W·kg-1,扩散率为10-710-6m2s-1,涡中心与外缘的耗散率和扩散率无明显的差别。越南冷涡区域的耗散率比同深度南海北部的值小,扩散率与南海北部的值大致相当。根据垂向对流扩散方程估算的跨等密度面混合引起的上升流量级约为10-8m/s,在涡中心最大达到7×10-8m/s（约为0.60cm/day）。基于柱坐标二维垂向速度方程计算的最大上升流速达到7.31m/day,是大洋内区的大约700倍,远远大于跨等密度面混合引起的升降流速量级,说明越南冷涡区域的垂向速度主要是由地转平衡流场决定的。垂向速度的分布与方程右端驱动项符号相反,反映了水平地转流场的非线性相互作用决定了垂向运动分布。基于“混合长度”理论计算的涡侧面尺度约为50～210km,沿等密度面扩散率从表层4500 m2 s-1减小到500m处500 m2 s-1,结合一维热扩散方程得到越南冷涡的消亡时间大约为12.4天。与VMP观测结果相比,剪切模型和拉伸模型的计算结果优于翻转模型。西北太平洋内区的湍流扩散率在10-610-5m2s-1,湍动能耗散率在10-1110-10W kg-1。菲律宾群岛近岸水体混合水平比同深度离岸的值高,可能是由于西边界流剪切不稳定性导致强混合发生。21°N的高混合可能是由于吕宋海峡传来的内潮为此处的混合提供了能量。26°N的高混合可能与较浅的水深和粗糙的海底地形有关。同深度上南海水的扩散率比西北太平洋的值高12个量级,可能是由于超临界地形大陆坡处反射向深层传播的来自吕宋海峡的内潮以及内潮与背景场内波非线性作用发生的破碎耗散为湍流混合提供了能量的来源。

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋水文学 > 海洋水文要素 > 密度
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