基于全流域被动示踪法的黑潮与东海陆架水交换研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yy04081406
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黑潮入侵对东海陆架的海洋动力和生态环境有着深刻的影响。在以往的大多数研究中,黑潮入侵量都是通过200m等深线的体积输运来评估的。然而,这种近似的替代可能导致黑潮入侵通量的低估,因为它无法分离黑潮和陆架水的向岸和离岸输送。本文建立了覆盖东海、黄海、渤海的三维高分辨率ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,并基于此模式提出了一种全流域被动示踪模拟方法,暨通过在目标水体在研究区域的初始位置释放被动示踪物,完整地标记研究区域的目标水体。示踪物在某一区域的体积浓度表示该区域目标水体的体积比。在计算目标水体的体积输送时,进一步将该水体的体积比引入计算之中。本文研究表明就气候态的年平均值而言,向岸的净黑潮体积输送(netKuroshio transport,NKT)高达1.85Sv(1Sv=106m3 s-1),而离岸的净陆架水体积输送(net shelf water transport,NST)为-0.42Sv。NKT比200m等深线(1.43Sv)的净体积输运量(net volume transport,NVT)高出30%左右,表明黑潮入侵对ECS的影响可能远大于以往的认识。除此之外,本文还讨论了东海陆架内区的体积交换问题。动量平衡分析表明,陆架边缘和内陆架的交换都以地转平衡为主,但陆架边缘处的交换更易受非线性影响。敏感性试验结果表明,黑潮入侵的变化主要受黑潮输送、台湾海峡海流和局地风应力的共同影响。相比之下,局地风应力对陆架水的离岸输送有着显著的影响。对200m等深线处水交换而言:当上游黑潮流量减弱(加强)时,跨200 m等深线的黑潮向岸侵入减弱(加强);当台湾海峡流量减弱(加强)时,黑潮向岸入侵增强(减弱),陆架水离岸输送减弱(加强)。而局地风对水交换的影响则广泛分布在整个陆架边缘的上层。以夏季风为例,它对陆架水交换的影响是多方面的:一方面,通过增加台湾海峡流为ECS提供更多的陆架水;另一方面,它通过诱导近海Ekman运输来加强陆架水离岸输送。海表热通量对台湾东北部和九州西南部的黑潮入侵有相反的影响:一方面,降温(升温)效应促进(抑制)台湾东北的黑潮向岸入侵和陆架水离岸输送,另一方面,降温(升温)效应能够抑制(促进)九州西南黑潮向岸入侵和陆架水离岸输送。对于100m等深线处的水交换而言,台湾海峡流的强弱对黑潮水交换的影响较大,局地风的影响不容忽视。弱台湾海峡流会加强了黑潮的向内陆架区域的入侵。对于100m等深线的陆架水离岸输送,夏季风和强台湾海峡流都有重要作用。
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