南海近惯性振荡季节性变化研究

论文摘要

本文通过南海2000年1月至2017年12月风场再分析资料和slab混合层模式,研究了风场向南海输入近惯性能量的季节变化。结果表明,南海近惯性能通量总体空间分布特征为南多北少,并且从东北向西南逐渐增大。4月和5月近惯性能通量为全年最小,6-10月近惯性能通量南北分布大体相等,11月近惯性能量高值区域主要集中在南海中部。11月到翌年3月,近惯性能通量整体较高,其能通量高值区域主要集中在南海西南部。近惯性能通量年平均值为0.32mW·m-2,风向海洋输入的总能量为1.13GW。南海深层近惯性能量空间分布特征为北部明显大于南部,最大值区位于菲律宾以西南海中北部,其次是吕宋海峡和南海西南部海域。南海近惯性能通量基本特征为南多北少,冬季大于夏季。需着重指出的是,由于南海是热带气旋最为活跃的海区之一。自2000至2017年,共有47个台风过程激发了近惯性振荡,诱导产生近惯性振荡的台风数量逐月呈线性增加。由于不同台风之间所激发的近惯性能通量存在较大差异,对研究南海近惯性能通量的季节性变化增加了更多的随机性。总体而言,热带气旋向海洋输入的总能量为0.14GW,占总能量的12%,其中有0.027GW可以下传到海洋深层,约占热带气旋向海洋输入近惯性能量的19%。台风过程对南海近惯性振荡季节变化具有重要影响。为了阐明南海台风对近惯性能量的贡献,本文基于西沙潜标流速资料,对过境西沙海域的两个连续台风Nesat（1117）和Nalgae（1119）进行了分析研究。结果表明:两个台风过境都产生了强烈的近惯性振荡,且台风路径右侧的近惯性流速明显大于左侧.Nesat引起的近惯性内波平均垂向相速度为0.25cm·s-1,垂向群速度为0.85m·h-1,垂向波长为350m.Nalgae所引起的近惯性内波垂向相速度和群速度均小于Nesat,垂向波长仅为Nesat的1/2.两个台风引起的近惯性能量下传深度存在明显差异,Nalgae约为200m,而Nesat可下传至300m.产生这一差异的主要原因是Nesat引起的近惯性能量不易耗散,同时能够以较快的速度向深海传播.此外,两个台风引起的近惯性内波频率都存在明显的蓝移现象.Nesat引起的近惯性内波频率在100～150m深度受多普勒频移的影响明显增大;然而Nalgae引起的近惯性内波频率却在100～150m深度显著减小,这是由于两个台风过境期间,西沙海域背景场涡度差异所致.台风引起的近惯性内波能量有19%可以传播到深层海水,秋季的近惯性能量明显大于其他季节,春季、夏季、和冬季的近惯性能量大体相同,造成这一现象的主要因素为秋季台风Nesat和Nalgae 过境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 内波
•     1.2.2 风应力驱动
•     1.2.3 近惯性振荡季节性变化与时空分布
•     1.2.4 传播与混合
•   1.3 本文研究目的和内容
• 2 数据与方法
•   2.1 数据
•   2.2 方法
•     2.2.1 Butterworth滤波器
•     2.2.2 小波转换
•     2.2.3 经验模态分解
•     2.2.4 最优降噪光滑模型
•     2.2.5 slab模式
•     2.2.6 WKB近似
• 3 近惯性振荡季节性变化
•   3.1 近惯性能通量时空分布和季节性变化
•   3.2 台风引起的近惯性能通量
•   3.3 小结
• 4 连续台风过境引起的近惯性内波响应
•   4.1 台风与流速功率谱分析
•   4.2 近惯性内波的基本特征
•   4.3 近惯性能量垂向传播
•   4.4 频移
•   4.5 小结
• 5 热带气旋对近惯性振荡季节性变化和垂向传播的影响
•   5.1 近惯性振荡季节性变化——潜标
•   5.2 近惯性振荡垂向传播
•     5.2.1 近惯性动能垂向传播——潜标
•     5.2.2 南海近惯性能量垂向传播估算
•   5.3 热带气旋对近惯性能通量时空分布和季节性变化的影响
•   5.4 小结
• 6 讨论
• 7 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 创新点
•   7.3 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马永贵

导师: 张书文

关键词: 近惯性振荡,台风,近惯性能通量,季节性变化

来源: 广东海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,海洋学

单位: 广东海洋大学

分类号: P732.6

DOI: 10.27788/d.cnki.ggdhy.2019.000158

总页数: 48

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