孟加拉湾涡流相互作用的能量学研究

论文摘要

本文主要使用全球简单海洋资料同化系统SODA（Simple Ocean Data Assimilation）制作的海洋再分析数据产品和美国国家环境预报中心NCEP（National Centers for Environmental Prediction）制作的风场资料,合成分析了2000至2016年印度洋西南季风爆发日期及风场异常受厄尔尼诺（El Nino）/拉尼娜（La Nina）事件的影响,运用能量学方法对2000至2015年夏季及秋季孟加拉湾（BOB,Bay of Bengal）海域的涡流相互作用的年际变化特征进行了诊断。夏季及秋季是印度洋西南季风爆发和盛行的季节。作为强劲的气候异常信号,El Nino/La Nina事件的发展可以改变印度洋的大气环流。本文通过分析西南季风爆发日期与海洋尼诺指数（ONI）的相关性来找出西南季风爆发与El Nino/La Nina事件之间的关联。通过合成1000hpa和850hpa等压面上的风速资料,分别讨论了El Nino及La Nina事件影响下西南季风爆发前后的风速及风向异常情况。结果表明:El Nino事件的发展会推迟西南季风的爆发,孟加拉湾上空的风场没有明显增强;La Nina事件带来的影响相反,季风爆发日期提前,孟加拉湾上空的风场得到显著增强。印度洋偶极子（IOD,Indian Ocean Dipole）事件发展出的赤道印度洋纬向海温异常梯度也会驱动印度洋大气风场出现异常变化。合成并比较了不同IOD异常事件对热带东印度洋孟加拉湾上空风场的调制作用,结果表明:IOD负异常年,孟加拉湾上空的西南风得到增强,且呈现出较弱的气旋式环流异常。孟加拉湾涡动能（EKE,Eddy Kinetic Energy）高值主要集中在湾内的西边界北部海域和湾口的东西两侧海域。合成结果表明:IOD负异常年孟加拉湾的涡-流相互作用较IOD正异常年更强。分析表明由于IOD负异常年孟加拉湾上空的风场更强,孟加拉湾上层海洋的流速剪切增大,且海洋内部不稳定过程增强,因此涡-流相互作用增强,更多的海洋能量从平均流场被转化到涡旋场中。此外,检验发现孟加拉湾湾口区的EKE在IOD负异常年容易发展出一种与气候态存在显著差异的空间分布形态,因此文中选取典型的强IOD负异常年2010年作为个例展开分析。对异常海域的涡动能收支的进一步研究发现,年际变化的主要影响因素为海洋内部的压强做功,其次是正压不稳定过程和平流做功,海表风应力做功贡献较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 夏秋季东印度洋表层环流及涡动能特征的研究
•   1.2 能量学分析:涡-流相互作用的机制概述
•   1.3 本文的研究意义及科学问题的提出
• 第二章 数据和方法
•   2.1 数据来源与介绍
•   2.2 能量学分析方法
• 第三章 夏秋季印度洋西南季风的年际变化特征
•   3.1 厄尔尼诺及拉尼娜事件对西南季风的影响
•     3.1.1 厄尔尼诺及拉尼娜事件与西南季风爆发日期的关联
•     3.1.2 气候态下西南季风爆发前后风场的变化
•     3.1.3 厄尔尼诺年及拉尼娜年西南季风爆发前后风场的变化
•   3.2 印度洋偶极子事件对西南季风的调制
•     3.2.1 印度洋偶极子事件影响下的印度洋海气相互作用的年际差异
•     3.2.2 印度洋偶极子事件影响下的孟加拉湾风场的年际差异
•     3.2.3 厄尔尼诺及拉尼娜事件与印度洋偶极子事件共同影响下的风场异常
•   3.3 本章小结
• 第四章 夏秋季孟加拉湾的能量学分析
•   4.1 涡动能、涡势能与正压、斜压不稳定之间的联系
•     4.1.1 涡动能和涡势能的空间分布特征
•     4.1.2 正压不稳定与斜压不稳定的空间分布特征
•     4.1.3 夏秋季东印度洋涡动能收支平衡的分析
•   4.2 涡动能异常现象的能量学分析
•     4.2.1 涡动能的年际差异分析
•     4.2.2 涡动能异常的个例年分析
•   4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文及研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 乐洲

导师: M.V.Subrahmanyam

关键词: 涡流相互作用,能量学分析,孟加拉湾,印度洋偶极子,厄尔尼诺,拉尼娜事件

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 浙江海洋大学

分类号: P731.2

DOI: 10.27747/d.cnki.gzjhy.2019.000299

总页数: 58

文件大小: 6191K

下载量: 24