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北太平洋西边界流系源区的流场及热通量研究

鞠霞  
【摘要】: 利用国家863项目2005年秋季在菲律宾外海的CTD观测数据(7.5°-18°N, 130°E以西至菲律宾沿岸),对北太平洋西边界流系源区的水团进行了划分,计算了地转流场,系统地分析了该海域的环流特征,还对这里的热通量做了初步分析。 菲律宾外海2000m以浅主要有4个水团:北太平洋热带表层水(NPTSW)、北太平洋次表层水(NPSSW)、北太平洋中层水(NPIW)和南极中层水(AAIW),各个水团都是海域北部比南部深。NPSSW以高盐为显著特征,最高盐度达35.44,形成于外洋,由北赤道流(NEC)输送至研究海域;NPIW以低盐为主要特征,核心盐度小于34.20,是全球大洋中盐度最低的中层水团,源自亚北极地区,亦由NEC携入西边界,并在西边界分叉;AAIW主要分布在12°N以南,大多在NPIW下方和东侧,核心盐度在34.4-34.5之间,它源自南太平洋亚极地,跨越赤道后一部分沿岸向北运动,形成了流入本次研究海域的棉兰老潜流(MUC)。 NEC分布在8°-18°N之间,表层流速超过30cm/s,随着向北的推进,NEC的分布深度越来越大,这是位涡守恒的结果。副热带逆流(STCC)在NEC北侧,18°-20°N之间,表层流速也是30cm/s左右。北赤道逆流(NECC)分布在2°-8°N,表层流速最大达70cm/s。黑潮(KC)从NEC分出后,越向北越强,在18°N表层流速大于81cm/s,垂向上可达1300m深,离岸100km左右,右侧存在多个涡旋。棉兰老流(MC)从12°-7.5°N的流动中,越往南越强,在7.5°N岸边可超过190cm/s,流幅很窄。NEC、KC、MC下方均存在逆流或潜流,后两者称为吕宋潜流(LUC)和MUC。LUC在KC靠岸一侧下方,距海表300m以下,流幅不超过50km,最大流速为5cm/s。MUC在MC下面、200m以深,厚度在1000m以上,具有多核的特点,核心流速从5cm/s-20cm/s不等。NEC在西边界的分叉点从表层的13°N左右变化到700m的18°N,整个深度平均位置在15°N附近。其随深度北偏是位涡守恒的结果。对上述各支海流的流量做了计算,系统地绘出了菲律宾外海的环流图,其中NEC流量为58.7Sv,KC为15Sv,MC为27.95Sv。各断面的流量结果证明,取1500db为零参考面时,这个准封闭海域基本满足质量守恒。从分层的水体输运分析中还得出500m以下,该海域东南部存在着一个反气旋涡的结论,MUC很有可能就是这个反气旋涡的西支。 对热通量的研究用的是直接计算的方法,结果是,该海域净向外输送1.45×10~6GW左右的热量,热量输送与体积输送方向一致,且铅直向环流输送的热量数量占优,水平向环流热输送量可以忽略。同时,该海域也向大气放热,不过海洋内部热输送量远远大于海气间的净热通量。总的热支出使该海域水温降低速率为-0.75℃/月,而且得到了同期SST数据变化的验证。另外,还计算了各个断面以及各支海流的热量输送大小,较系统地给出了边界流源区的热量输运示意图。垂向上,按水团计算,热量输运主要由温度高于5℃的表层水、次表层水和中层水完成;按深度分层,海域内的净热量输送主要在上500m完成。


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