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基于卫星遥感与再分析资料研究南海上层水体对台风的响应

李薛  
【摘要】:南海是我国最大的边缘海,战略地理位置优越,海域资源丰富,同时也是重要的海上通道。但南海也是自然灾害(风暴潮、台风等)频发之处,台风不仅会对其海洋生态与动力环境产生直接的影响,同时也会对近海养殖、运输、海上工程活动等造成严重危害。因而研究台风对南海海洋环境的影响具有重要的科学与现实意义。本文主要利用遥感数据和HYCOM再分析资料研究了南海上层水体对台风的响应。首先,主要关注201409号超强台风“威马逊”,系统分析了南海上层海洋生态、动力环境对其的响应特征;并基于EOF分析法对该台风过后南海海表温度、混合层深度以及降水量等要素进行时间和空间特征的研究。其次,利用近10年台风样本及遥感和HYCOM再分析资料,统计分析了台风过程中海表温度、混合层深度以及叶绿素浓度变化的统计特征。研究结果表明,超强台风“威马逊”诱发强烈的混合卷挟和上升流,并加强了季节性上升流;该台风过后,南海海表温度急剧下降,部分海域海表温度最大降幅可达2℃,且部分海域降温后回升缓慢长达半个月之久。海温降低相对台风路径呈显著的“右偏性”;同时,超强台风给南海带来了强降雨,但是降雨量空间分布相对台风路径呈显著的“左偏性”;台风后南海西北部海域悬浮泥沙浓度和叶绿素浓度平均增幅分别为28%和51.4%,对后者而言,达到最大浓度有3d的延迟,初级生产力增加34%;除此之外,上层水体混合加剧,混合层深度平均增长近10.4m。近10年,过境南海各类气旋94次,其中台风级别以上共有49次,占过境南海的52%,平均每年发生1-2次超强台风。在研究区域,台风前海表温度平均温度为29.05℃,台风后海表温度平均温度为28.22℃,海表温度平均降低幅度为2.84%;台风前混合层深度平均为19.56 m,台风过程中混合层深度平均为28.31m,混合层深度平均增加幅度为58.57%;台风前叶绿素浓度平均为0.29 m/L,台风后叶绿素浓度平均为0.43 m/L,叶绿素浓度平均增加幅度为60.11%。海表最大降温和最大叶绿素浓度增长具有普遍延迟效应,而最大混合层深度与台风有较好的同步性。


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