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《中国海洋大学》 2008年
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吕宋海峡通量及南海混合研究

杨庆轩  
【摘要】: 南海是西北太平洋最大的边缘海,蕴涵着丰富的海洋动力过程,吕宋海峡是连接南海和太平洋的唯一深水通道。所以关于南海和吕宋海峡的研究一直是国际海洋学家们关注的重点,而发生在南海内的湍流混合、吕宋海峡水体通量及吕宋海峡内潮能通量更是重点之中的焦点。本文在前人的研究基础上,利用夏季和秋季现场直接观测的LADCP流速资料、CTD温盐深资料和TurboMAP与VMP微结构资料,对吕宋海峡水体通量、吕宋海峡内潮能通量及南海湍流混合三个问题分别进行了研究分析。 通过本文的分析发现,吕宋海峡上层和中层的流场从夏季到秋季发生了较大的变化,尤其在中层两个季节的流场形态几乎相反:在夏季,东向流存在于海峡的南部,西向流存在于海峡的北部;而在秋季,西向流存在于海峡的南部,东向流存在于海峡的北部。海峡深层的流场形态从夏季到秋季变化比较小。吕宋海峡水体通量的计算结果表明:在秋季,通量在垂向上呈现一个三明治结构,即太平洋水经过吕宋海峡的上层和深层进入南海,而南海水经过海峡中层返回太平洋。在夏季,南海水经过吕宋海峡的上层和中层进入太平洋,而太平洋水经过海峡深层进入南海,使得通量在垂向上呈现一个两层结构。在夏季,水体通量是东向的,大小约为5.4 Sv,在秋季,水体通量是西向的,大小约为6 Sv。由地转流计算得到的水体通量结构与上面所述结果相似。 通过对吕宋海峡内潮能通量的计算和分析,表明吕宋海峡是内潮生成的一个高发区,并伴有大量的内潮能通量向南海传播。在夏季,吕宋海峡共有6.0 GW内潮能通量生成,其中大部分(5.6 GW)向南海内传播,只有很小一部分(0.4 GW)向太平洋方向传播。在向南海传播的能量中,全日潮和半日潮的贡献相当。在秋季,吕宋海峡共生成7.5 GW内潮能通量,其中4.9 GW传入南海,2.6 GW传向太平洋。两个季节变化较大的是全日潮向太平洋传播的能量,它由夏季的0.3 GW变为秋季的2.3 GW。通过模态分解,发现能量主要集中在前几个模态,而在高模态,含能大小几乎为零。第一模态含能最为显著,这说明正压潮与海底显著的地形相互作用生成内潮,而高模态的内潮在生成地附近被耗散掉,因此低模态,尤其是第一模态,集中地包含了大部分能量。 本文对南海北部、吕宋海峡和太平洋的湍流混合情况进行了研究,并从不同角度对结果进行了验证,包括与微结构直接观测结果的比较。结果表明湍流混合在南海1000米以深的范围显著增强,占据的水体厚度约为2000米,其大小平均约为10-3 m2 s-1,是大洋背景场混合率量级的100倍,在这么厚的水体内存在这么强的混合还是至今第一次发现。在太平洋海域,混合明显减弱,混合率的平均值减小到大洋背景场的量级。在南海与太平洋之间的过渡区域,混合强度介于两者之间。这很明显地说明了混合强度与海底地形具有较直接的关系。另外,通过能量平衡及热量平衡这两个不同的角度,我们对南海海盆内1500米以深的混合情况作了估算,得到的结果与模型结果吻合较好。同时,在部分站位,我们比较了由TurboMAP或VMP获得的微结构直接观测结果与模型计算得到的结果,表明两者之间的偏差较小。这些都很好地说明了本文中模型计算结果的可靠性。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P731.2

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【引证文献】
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1 南峰;台湾西南部海域流—涡结构及其演变规律研究[D];中国海洋大学;2012年
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1 李欢;吕宋海峡M_2内潮生成与传播数值模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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2 于华明;全球海洋潮汐同化模拟及东中国海潮流对环流作用研究[D];中国海洋大学;2010年
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【同被引文献】
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1 宋军;水交换模型的理论方法及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
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【二级参考文献】
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9 王巧然;我国在南海北部钻获“可燃冰”[N];中国石油报;2007年
10 记者 黄晓芳实习生 吕雁玲;南海北部钻获“可燃冰”[N];经济日报;2007年
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9 郭景松;黑潮入侵南海的方式及其动力机制研究[D];中国海洋大学;2013年
10 王铮;吕宋海峡黑潮流径变异的动力机制研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
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3 耿伍;源区黑潮季节变异及其动力机制的数值研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
4 赵杰;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[D];中国海洋大学;2010年
5 王磊;南海北部陆架区域的海洋锋及锋面涡旋研究[D];中国海洋大学;2004年
6 李锐祥;吕宋海峡黑潮变异受中尺度涡旋影响的动力机制[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
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8 钟慎雷;局地风应力对吕宋海峡处黑潮流径的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
9 李敏;基于Thorpe尺度对南海深层混合的研究[D];中国海洋大学;2013年
10 孙瑞;南海北部台风浪的时空变化规律和动力机制[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2013年
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