黑潮对中国近海环流影响的数值模拟研究
Numerical Study of the Influence of Kuroshio Current on the Circulation in the China Seas
黑潮是位于北太平洋上西侧的一支西边界流，具有高温、高盐、流幅窄、流速快、流量大等特征。黑潮对中国海域的环流、热、盐输运，多尺度过程的相互作用都起着重要的作用，其季节变化以及年际变化也对我国的气候有着巨大影响。本文在前人研究的基础之上，以黑潮的季节和年际变化为主线，利用区域海洋模式（ROMS）重点研究了黑潮对台湾暖流、对马暖流等的影响，以及吕宋海峡等重要的交换通道的年际及季节变化特征，并讨论了潮汐对东中国海环流的影响，最后对黑潮末端及其延伸体对中国近海体积输运的影响进行了分析。首先，基于ROMS气候态模拟结果对中国近海环流的季节变化进行了分析和讨论。研究认为：东海黑潮主轴的强度在夏季最强，流幅也最宽，冬季最弱，流幅最窄；“台湾-对马暖流系统”，在春夏季非常明显，在秋冬季较弱；对马暖流和台湾暖流都具有双核结构，并且夏半年流速要强于冬半年；南海表层的环流受季风控制。为了研究黑潮对东中国海环流的影响，我们选取东中国海200米等深断面、台湾海峡断面和朝鲜海峡断面等三条断面进行研究，并以此对黑潮向东中国海的净体积输运及其与厄尔尼诺的相关关系进行分析。研究认为：黑潮的PN断面流量在夏季达到最大，为27.2Sv，在冬末春初达到最小，为23.1Sv；台湾海峡的夏半年流量要明显强于冬半年，最大流量为3.18Sv，出现在7月份，最小流量为1.19Sv，出现在12月份；朝鲜海峡的流量也全部都为正值，即由东中国海流入日本海，最大流量为2.92Sv，最小流量为1.05Sv；黑潮向东中国海进行体积输运在冬季最大值为3.57Sv，但到了夏季，净体积输运为0.03Sv；东中国海净体积输运的年际变化与厄尔尼诺现象有显著地正相关关系。吕宋海峡是南中国海与邻近海域交换的主要通道，为了研究黑潮对南中国海环流的影响，我们在吕宋海峡选取了120°E、120.5°E和121°E断面共三条断面，通过对吕宋海峡流量季节和年际变化的研究可以对黑潮入侵南海有个初步的认识。模拟结果显示：吕宋海峡中上层的南部为入流，北部为出流；吕宋海峡的流速有非常明显的多核结构，入流的流速在冬季最大，并且存在多个入流核，而出流的速度则在夏季达到最大，只在靠近断面北端的位置有一个核；吕宋海峡三条断面的净流量都是在6月份达到最小，12月份达到最大；吕宋海峡流量年际变化与厄尔尼诺现象有显著地负相关关系。最后，文章对潮汐对东中国环流的影响进行了分析。相对于没有潮汐作用下，潮汐作用使台湾暖流更加靠近大陆，并且长江口外海的夏季北向流减弱；32°N断面的上层混合加剧，底层则有明显的上升流。
- 作者：
- 王兆毅
- 学位授予单位：
- 国家海洋环境预报研究中心
- 专业名称：
- 物理海洋学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 王辉
- 中图分类号：
- P731.2
- 关键词：
- 黑潮；中国近海；环流；数值模拟；潮汐
- Kuroshio Current；China Seas；circulation；numerical simulation；tides