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吕宋海峡东侧海区中尺度涡旋的统计特征及对黑潮平均流的影响初探

赵杰  
【摘要】:吕宋海峡是沟通西北太平洋和南海的重要通道,其东侧海域属于北太平洋副热带逆流区(Sub-Tropical Countercurrent, hereafter STCC),该区域涡旋多发,是北太平洋区域继黑潮延伸体之后的第二大涡旋活跃区,本文选定紧邻吕宋海峡的海区120°E~140°E,17°N~25°N为研究区域,采用SSHA闭合等值线法和Okubo-Weiss参数法两种涡旋识别方法对该区域的中尺度涡旋进行识别及追踪,初步获得了该海区中尺度涡旋的时空分布特征和运动特征。 结果表明,在该研究海区平均每年有36到40个涡旋过程出现,平均持续时间为两个月,平均移动速度为每周0.6-0.7个经纬度,气旋涡过程比反气旋涡过程发生次数多、移动速度大、平均持续时间长,但是生命周期大于三个月的涡旋却是反气旋多。该海区的涡旋除在内部海区产生以外,主要来源于东侧外海西传而来的中尺度涡,涡旋主要终止于122°E以东的纬度带内,并不能穿越吕宋海峡传至南海,同时台湾岛以东也是涡旋终止点的密集区。涡旋移动轨迹以西向移动为主,南北向偏移较小,反气旋涡轨迹有南偏的倾向,且持续时间越长南偏的程度越大。该海区中尺度涡在1995至1997年间和2003年之后两个时间段内涡旋多发,且在该时段内涡旋移动速度较大,同时该海区的涡旋活动存在明显的季节变化,5月份为涡旋活跃期,10月份为涡旋相对不活跃期。该海区涡旋高发区空间上呈现带状分布,以21°N和22°N为分隔线的南北两个条带状区域,气旋涡和反气旋涡均是北支涡旋高发带强于南支。 此外,吕宋海峡的东侧为黑潮流经的区域,黑潮在该区域的流态是国内外研究的热点问题之一,且受到诸多因素的影响,已有研究表明黑潮东侧的中尺度涡旋对其流态存在影响,所以本文在统计吕宋海峡东侧中尺度涡旋的基础上尝试对涡旋如何影响黑潮平均流进行初步的分析。分析方法为以124°E~126°E,20°N~22°N这一参考区域内的涡旋发生情况为依据,分别对气旋涡和反气旋涡发生时的异常流场和平均流流场进行合成,并且通过改变参考区域的位置及改变参与合成流场的时次来考察涡旋位置变化所产生的影响。 结果表明,中尺度涡旋对应的流场结构为内外双环结构,即气旋涡对应低水位中心加上外部的高水位环,所以向外的水位梯度先增大后减小,对应的地转流场内部为逆时针旋转,外部为顺时针旋转,所以当气旋涡靠近平均流时,先使得平均流产生北向速度异常,随着气旋涡不断向平均流靠近,北向的异常流速越来越小直至转变为南向速度异常,即气旋涡靠近平均流的过程中,平均流流速先逐渐变大后逐渐变小。反气旋涡类似,随着与平均流位置由远及近,平均流的流速先减小后增大。同时涡旋也影响平均流的流幅,气旋涡使平均流流幅变窄,反气旋涡使平均流流幅变宽。以上所述涡旋对平均流流速的影响为线性叠加过程。


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