西北太平洋环流及其对我国近海环流的影响

【摘要】： 本论文介绍了MOM2.0模式的差分格式以及开边界情形的改进， 较好地模拟了西北太平洋环流的季节变化和黄海冷水团环流结构。 第三章计算了北太平洋环流的季节变化，模式先从年平均温盐场 开始积分，积分8a后基本上达到动力平衡态，再以月平均海表面条 件积分4a后达到季节平衡态。结果表明：1）PN断面黑潮流量冬季 为29.0×10~6m~3/s（SV），夏季为32.2×10~6m~3/s（SV），这与Sverdrup 关系相反，这主要是由于风应力涡度零线随季节变化而导致北赤道流 在菲律宾以东的分叉线春夏季偏南而秋冬季偏北。2）由于层化影响， 东海黑潮夏季较冬季表层流速明显地强化。3）在台湾以东，黑潮明 显地分为黑潮主流与东分支，主流穿过苏澳海脊进入东海，然后经吐 噶喇海峡进入日本以南海域，东分支则流向琉球群岛以东海域，然后 也进入日本以南海域与前一个分支相汇合。4）与网格相关的 Smagorinsky方案要比采用常数更能反映中尺度结构。 第四章采用1997年7月的水文资料，计算了西北太平洋21.875 °N～35.125°N、120.875°E～137.125°E范围的环流，主要结果 如下：在此期间，1）黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球群岛 以东海域；2）东海黑潮的流量约为30×10~6m~3/s（SV），日本以南黑潮 流量最大约为70×10~6m~3/s（SV）；3）在21.875°N～25°N之间大 约有15×10~6m~3/s（SV）的流量向西流去。速度分布与流函数分布均 表明这一支向西的海流大约在冲绳岛西南分为3支，主要分支转向东 北沿冲绳岛以东海域向东北流去；4）琉球海流主要来自上述西向海 流。 第五章通过理论分析及数值模拟研究了底边界混合和地形热累积 效应对黄海夏季斜压结构的影响。黄海的垂向混合系数为 10～100cm~2/s。结果表明：1）不同强度的潮混合，导致黄海冷水团 的温度分布完全不同，较强的潮混合造成了海底附近直立型温度分 布。黄海的热传导特征时间尺度为几天。2）黄海冷水团的水平环流 9 在垂直方向上分为两层，上层为气旋式环流，其流速较强而厚度较厚， 下层为反气旋式环流，流速较弱而厚度较簿（约10。20m人 二者的 相对强弱与底边界混合的强弱关系不大。垂向积分环流则为气旋式 的。3）黄海冷水团环流受温度分布影响，而后者受环流的平流效应 的影响则较小。 论文的主要创新有三点： 1．发现 PN断面黑潮流量的夏季略强于冬季的原因主要是因 为风应力涡度零线随季节变化而导致北赤道流在菲律宾以东的 分叉线春夏季偏南而秋冬季偏北。从动力学上阐述了PN断面 黑潮流量季节变化的机制。 2．在 1997年 7月黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球 ＋ 群岛以东海域：在21．875“＊～25“N之间大约有15x10＿Vs 的流量向西流去。速度分布与流函数分布均表明这一支向西的 海流大约在冲绳岛西南分为3支，主要分支转向东北沿冲绳岛 以东海域向东北流去：琉球海流在此期间主要来自上述西向海 流。 3．不同强度的潮混合，导致黄海冷水团的温度分布完全不 同，较强的潮混髓成了海底附近直立型温度分布。黄海的热 传导特征时间尺度为几天：黄海冷水团的水平环流在垂直方向 上分为两层，上层为气旋式环流，其流速较强而厚度较厚，下， 层为反气旋式环流，流速较弱而厚度较薄哟 10～20m），二者 的相对强弱与底边界混合的强弱关系不大。垂向积分环流则为 气旋式的。黄海冷水团环流受温度分布影响，而后者受环流的 平流效应的影响则较小。