南印度洋副热带海区上层盐度的变化特征与机理

论文摘要

盐度和温度一样,均是基本的海洋要素。已有相关的研究表明:副热带南印度洋海区海水盐度变化对洋流、海平面高度、海洋动力过程、海洋生物和初级生产力等方面都存在一定的影响作用。因此,通过了解副热带印度洋海区上层盐度的变化特征及其机理,对认识印-太暖池的水循环过程、典型气候变率的相应区域以及生物地球化学要素等方面都具有很重要的指示和参考意义。本文着眼于南印度洋上层海区盐度特征,重点关注副热带南印度洋海区,使用观测数据（ARGO）和模式数据（ECCOv4r3）对副热带南印度洋上层海区盐度的季节、年际尺度的时空变化特征展开分析,并利用盐度收支的分析方法分析大气过程和海洋过程对盐度变化的影响。相比于其他模式的数据,ECCO还提供了扩散项和混合项的结果,能使每个网格点的盐度收支达到完全闭合,有利于我们定量评估各个过程的影响。在前人的研究基础上,本人分析了2005-2013年间上层300米盐度对海平面变化的影响。结果表明:东南印度洋海域上层300米盐度的变化大部分解释了整个水柱由盐度变化引起的膨胀（88.03%）,对海平面上升具有重要影响;而在西南印度洋海域,盐度对海平面变化以年际变化为主。同时也发现了东南印度洋上层300米的盐度异常值与海平面异常值存在显著的负相关（R=-0.88）,相关性向西逐渐减弱（R=-0.21）。通过分析盐度在垂向上的变化情况,明确上层200米为该时期盐度收支深度,由分析结果可知,ITF将南海和海洋大陆区域的淡水输送到东南印度洋,经水平平流的作用使得该区域的海水出现淡化现象,其中经向流速异常项是最主要影响因子,而局地E-P的贡献主要是使该海区的上层盐度略有升高。同时,我们还发现南印度洋副热带海域低频流动的运输作用远大于涡致平流输运作用。混合层是上层海洋与低层大气进行物质交换的重要界面,在一定程度上能够代表上层海区盐度的变化情况。通过对1992-2015年间混合层盐度变化分析可知,东南印度洋混合层盐度的变化主要由年际变化主导,而西南印度洋海域的混合层盐度具有明显的季节变化特征。在盐度收支的年平均态上,海洋动力过程和局地E-P对混合层盐度变化的贡献在空间上具有反相位的特征,海洋动力过程中的次表层动力过程和水平平流过程分别为低纬度和副热带南印度洋的主要影响因子。在季节尺度上,东南印度洋海洋过程和大气过程的季节变化存在一定的抵消作用,能够减弱盐度变化的幅度,使得东南印度洋的季节信号不显著。而西南印度洋海洋动力过程和局地E-P在南半球夏、冬季具有相同的作用,增强了混合层盐度变化的振幅,而在秋、春季时二者具有一定的互相抵消作用,减弱了混合层盐度变化的振幅,导致西南印度洋具有较明显的季节循环特征。在年际尺度上,海洋动力过程在很大程度上解释了东南印度洋混合层盐度的年际变化（34.7%）;而西南印度洋混合层盐度的变化主要受到局地E-P的调控（32.5%）。东南印度洋混合层盐度低频变化显著的几个时间段与ENSO有关,厄尔尼诺期间沃克环流减弱引起海水盐度升高,拉尼娜期间则有利于海水发生淡化,大气过程中的降水量主导着15°S以北海域盐度的变化,海洋过程中的水平平流作用影响着15°S以南海域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 印度洋的背景知识
•     1.1.1 地域特征
•     1.1.2 上层洋流分布特征
•     1.1.3 盐度的分布和移动特征
•   1.2 印度洋上层盐度的研究进展
•   1.3 论文的研究意义
•   1.4 论文研究内容及其章节安排
• 第2章 数据来源与分析方法
•   2.1 数据来源
•     2.1.1 ECCOv4r3数据
•     2.1.2 ARGo数据
•     2.1.3 OAFlux数据和CMAP数据
•     2.1.4 海表面高度异常数据
•     2.1.5 风场数据
•     2.1.6 Nino 3.4指数
•   2.2 方法
•     2.2.1 Akima插值法
•     2.2.2 计算比容异常值
•     2.2.3 混合层盐度收支方程
•     2.2.4 方差解释率
• 第3章 副热带南印度洋海区上层盐度变化特征
•   3.1 上层海区盐度的变化对海平面变化的影响
•     3.1.1 盐度变化对海平面变化趋势的影响
•     3.1.2 盐度对南印度洋海平面年际变化的影响
•     3.1.3 盐度对海表面高度异常值季节变化的影响
•   3.2 上层300米内平均盐度异常值的移动特征
•   3.3 南印度洋副热带海区的盐度收支分析
•     3.3.1 盐度变化的垂向特征
•     3.3.2 ARGO和ECCO数据海表面盐度异常值对比
•     3.3.3 上层200米的盐度收支
•   3.4 小结
• 第4章 副热带南印度洋混合层盐度收支分析
•   4.1 东南印度洋和西南印度洋混合层盐度的季节变化特征
•   4.2 副热带南印度洋混合层盐度收支的长期平均态分布特征
•   4.3 副热带南印度洋混合层盐度收支的季节变化
•     4.3.1 东南印度洋混合层盐度收支的季节信号分析
•     4.3.2 西南印度洋混合层盐度收支的季节信号分析
•   4.4 副热带南印度洋混合层盐度收支的年际变化
•     4.4.1 东南印度洋混合层盐度收支的年际变化情况
•     4.4.2 西南印度洋混合层盐度收支的年际变化情况
•   4.5 小结
• 第5章 东南印度洋典型个例的混合层盐度收支分析
•   5.1 2007-2011年混合层盐度变化的空间分析
•   5.2 2002-2006年混合层盐度变化的空间分析
•   5.3 1998年混合层盐度变化的空间分析
•   5.4 小结
• 第6章 总结和展望
•   6.1 论文总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄佳妹

导师: 庄伟

关键词: 副热带南印度洋,盐度,季节变化,年际变化

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 厦门大学

分类号: P731.12

总页数: 87

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