冬季南海北部边界流的时空分布和变化

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南海是地球上为数不多的半封闭式海盆,因其独特的地理位置备受关注。科学家对南海环流的研究虽然较多,但是对南海北部边界流的研究较少,加上现场观测数据的匮乏,人们对于这支边界流的理解还有些薄弱。本文利用AVISO卫星高度计资料所提供的轨道SLA数据分析了南海北部边界流表层流轴位置和流幅大小的季节内变化。结合HYCOM模式再分析数据确定了边界流的剖面流速变化、强度变化和年际间变化。冬季南海北部边界流的平均强度为7.0Sv,最大值出现在12月,可达10.0Sv,季节内变化主要分为三个阶段:10月至12月流幅和流速增大,流轴南移,厚度加强;12月流幅、流速和厚度达到最大值,流轴位于整个冬季的最南方;12月至1月流幅和流速减小,流轴北移,厚度变浅。  卫星轨道12号、轨道190号和轨道114号上的边界流平均流幅分别为1.105°、1.132°和1.160°,流轴分别为18.917°N、18.470° N和18.086°N,表明边界流在空间上由东向西流幅逐渐变窄,流轴逐渐南移的现象。此外,通过地转流与地形的关系也看出这支边界流随时间变化南北变化幅度较大。厄尔尼诺年期间,风应力旋度和边界流强度偏小,达到最大值的时间也提前了一个月。  本文利用Sverdrup平衡理论,通过CFSR数据库提供的高分辨率风场数据分析了南海北部边界流的主要驱动因素,讨论了在理想地形下忽略了摩擦力后,风应力旋度、吕宋海峡通量和南海北部边界流之间的关系。在风应力的作用下,南海冬季能够形成一个气旋式环流,北部边界流的强弱变化过程也与AVISO和HYCOM数据给出的一致。通过关闭吕宋海峡的敏感性实验、吕宋断面通量与边界流强度相关性分析得出,吕宋海峡的流量与边界流强度的相关系数为0.68,黑潮入侵能够加强边界流强度。  在基于ROMS建立的三维南海模式中,理想模式和敏感性实验的结果进一步说明了在实际地形中,风应力和黑潮入侵是南海北部边界流形成的两大驱动力,其中任何一方都能单独驱动边界流,但是任何一方的缺失都将大幅度减弱边界流的强度。
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