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S坐标下西北太平洋海流、海温数值模拟

沈淇  
【摘要】:本文基于三维海洋数值模式Ecom-si,综合考虑侧边界水通量、海表面风应力、热通量、蒸发和降水等因素,建立一个高分辨率西北太平洋数值模式,模拟西北太平洋各月环流和海温。模式引进了垂向可伸展的S坐标,该坐标具有对海表面进行局部加密和趋于Z坐标性质的同时,又可以保证对海底地形的拟合。在给出初始水位和流场的情况下,模拟和分析西北太平洋环流和海温的季节连续变化及其动力机制。 应用2008年各月日本走航温度断面实测资料,对数值模式作了验证,结果表明模式计算温度断面分布与实测资料吻合良好。在各动力因素共同作用下,模式较好地再现了北赤道流、黑潮、南海环流、台湾暖流、对马暖流、黄海暖流和沿岸流等各环流流系。黑潮水入侵陆架的位置主要集中在台湾东北区域,夏季表层黑潮流速要大于表层冬季的黑潮流速。台湾暖流表、中层水在沿闽浙近海向东北流动过程中,会有一次明显的向东偏转,表层水在全年中的偏转位置存在季节性变化,夏季偏转位置要远于冬季。同时由于受到季风作用,夏季台湾暖流强度明显大于冬季。南海环流在各月也存在着明显的季节性变化,冬季南海环流以逆时针方向流动并存在一支由黑潮分流流进该海域。而夏季,南海环流以顺时针方向流动,黑潮水无明显入侵南海水域的迹象。 对于西北太平洋温度季节性变化,从模式模拟结果看出,南海海域常年海温较高。冬季平均温度大约在22℃-24℃之间,夏季平均温度在28℃左右。在东海陆架附近,冬季温度沿纬度变化剧烈,变化幅度约从14℃至22℃。夏季温度变化梯度较冬季弱,平均温度约为28℃。在东、黄海海域,冬季,由于黄海暖流所带的高温水团使得该区域存在很强的温度变化梯度。而夏季,温度梯度较弱,各区域温度较为平均,无明显温度梯度存在。与σ坐标计算的结果相比,由于在σ坐标系下水深的水平变化体现在。层上,海洋表层的分辨率比S坐标系下低,以及海温的水平分布含有水深水平变化的信息,S坐标海洋模式能更好地模拟海温的变化。


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