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南海环流动力机制研究综述 总被引：40，自引：9，他引：31
南海的环流复杂,但通过近20 a来的研究工作,国内外学者对此已取得了不少的成果.本文就南海环流框架性的问题,综述了有关的文献,认为对南海上层海洋三方面的环流分量的驱动机制已有了初步的认识.这三方面分别是:(1)准季节性风场;(2)黑潮向南海的净输运;(3)黑潮向南海的涡度平流输送.但是对这些驱动的时空变化仍相当不清楚.三者皆增强了南海北部的海盆尺度气旋式环流,其强化的西南向西边界流靠近东沙群岛,建议称为“东沙海流”.没有水文证据显示黑潮水是以分支形式进入南海,其向南海的输运也不可能主要通过中尺度涡过程,具体机制有待研究.每年在南海生成的中尺度涡平均约有10个,风场与沿岸地形所生成的强风应力旋度可能是其主要的驱动机制.作为框架性的认识,也有三方面的工作进行得较少,即:(1)吕宋海峡的上层水交换;(2)南海的中尺度涡生成机制,虽然强风应力旋度及前述的第三种环流驱动机制也有中尺度涡伴生;(3)自吕宋海峡进入的深层水对南海上层海洋环流的影响. 相似文献
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基于HYCOM的南海中尺度涡数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
结合AVISO(Archiving Validation and Interpolation of Satellite Oceanographic Data)高度计资料,利用改进的NERSCHYCOM(Nansen Environmental and Remote Sensing Center-Hybrid Coordinate Ocean Model)大洋环流模式,对南海中尺度涡进行数值模拟研究,主要包括中尺度涡的三维结构、南海EKE(Eddy Kinetic Energy,涡动动能)的垂向变化、黑潮中尺度涡的脱落以及涡旋近岸时的结构变化等。模式再现了2007年2月-3月菲律宾西侧海域的一次暖涡过程,探究了其生命期中各阶段的特征物理量的变化,对其成熟时期的涡旋结构研究表明,中尺度涡的结构呈现不对称性,涡旋两侧的流场空间范围和流场强度均不相同,涡旋的半径和中心位置随深度不断变化,并且由涡旋作用产生的升降流的中心与涡旋自身中心并不重合,二者之间有一定距离。初步探索EKE的垂向分布情况,认为南海年平均EKE在垂向变化上呈现三段式,主要部分分布在300m以浅深度,但同时垂向又能达到海洋深层。分析了一次黑潮中尺度涡脱落的模式模拟个例,推测黑潮中尺度涡脱落原因:黑潮流径西移、外海中尺度涡对黑潮的强迫、地形作用,并且结果表明从黑潮脱落的中尺度涡可以携带大量高温高盐水体进入南海,对南海的温盐性质产生很大的影响。初步探索涡旋近岸时的结构变化,涡旋靠近岸界时,受岸界挤压,流速在一段时间内会增大,继续靠近岸界,由于岸界的摩擦、海底的拖曳,导致能量耗散,流速减小,最终涡旋消亡。 相似文献
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本文构造了一个考虑潮汐、中尺度涡和地形影响下的南海底部环流诊断模型。在该模型中,潮汐混合和涡致混合引起的垂直速率用一个类似的改进参数化方案来表示。该模型结果显示在南海深层吕宋海峡"深水瀑布"和斜压影响最大,潮汐作用和中尺度涡影响次之,风场的影响最小。斜压影响的整体效应与其他因素相反。潮汐混合与涡致混合具有明显的地形依赖性。潮汐混合主要集中在南海北部海盆地形较为陡峭的陆坡区和南海中部海山区,而涡致混合主要集中在海盆西边界区以及中部海山区。在不考虑吕宋海峡"深水瀑布"、潮汐和中尺度涡的情况下(对应吕宋海峡关闭),南海底部环流为反气旋式环流。考虑吕宋海峡"深水瀑布"后,南海底层环流为气旋式环流,而潮汐混合和涡致混合起到加强整个气旋式环流强度的作用。此外,该模型还给出了南海底部环流量级大小与地形坡度之间的密切关系,即地形坡度较大的地方,其流速也大。这对于现场观测有着一定的参考意义。最后,本文用尺度分析的方法从理论上分析了该模型的适用性,证实了该模型具有一定的可靠性。 相似文献
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冬季南海北部中尺度涡旋的数值研究 总被引：13，自引：1，他引：12
南海环流的一个主要特征是上层海洋环流具有多涡结构,海洋中尺度涡旋的演变(时间上的生消和空间上的迁移)是南海环流季节调整的可能方式。文中依据卫星遥感海面高度资料和实际海洋观测所揭示的南海北部存在中尺度涡旋体系的基本事实,采用一个改进了涡分辨(eddy-resolving)普林斯顿海洋模式(POM),对冬季处于强盛的东北季风强迫以及黑潮在巴士海峡入侵的共同作用下的南海北部环流的中尺度涡旋体系进行了数值研究,初步再现了冬季南海北部中尺度涡的生命史。计算结果表明,在实际的气候冬季风应力驱动下,具有的实际侧边界地形的南海北部呈现有强烈的中尺度涡旋。文中探讨了中尺度涡的垂直结构、温盐场的配置以及大尺度水平辐合辐散、海洋垂直运动与之相关的时空结构。由此可以得知,在冬季南海北部中尺度涡旋生命史的不同阶段,上述动力学因子的重要性是相对的。不同的敏感性试验表明,斜压调整是形成冬季南海中尺度涡旋体系的决定性因子;边界的入流和风应力驱动是影响中尺度涡旋运动的主要因素。 相似文献
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根据维基百科的定义(https:∥en.wikipedia.org/wiki/Edd),海洋中水平直径在10~500km、持续时间由数天至数月之间的水平旋转水体通称为中尺度涡。南海中尺度涡最早发现于1956年,60a来的观测与研究表明,南海是中尺度涡多发、频发海区。南海中尺度涡研究大致经历了早期发现、将中尺度涡当作单体运动现象研究、统计分析和当作群体运动现象研究等阶段,本文概要评述南海中尺度涡研究发展史和近年最新研究进展。经过60a的观测与研究,南海中尺度涡的宏观特征,包括三维结构和运动学,已大致清楚。南海中尺度涡全年皆可发生,主要分布在水深大于1 000m的深海盆,其中吕宋海峡以西和海盆西边界最为集中,气旋式冷涡和反气旋式暖涡发生概率大致相同。南海中尺度涡海面半径大多分布在50~150km,半径随水深减小,平均水平尺度比太平洋的涡旋要小。涡旋个数逐月变化,但季节规律不明显;年际变化幅度约20%,但与ENSO无明显对应关系;年平均个数的统计结果不一,最少11个·a~(-1),最多49个·a~(-1)。南海中尺度涡旋转流场从表层一直延伸到海底,流矢量表层(100m)最大(可达40cm·s~(-1)),随水深减小,2 000m仍可达3.5~5.0cm·s~(-1),但相对涡旋中心不对称,涡轴线向西倾斜。南海中尺度涡以2.0~9.0cm·s~(-1)的速度向西传播,低速区分布在深海盆东边界和西南部分海域。海面涡度平均值在5.4×10~(-6)~20×10~(-6) s~(-1)区间,高于太平洋平均值。近期研究把南海中尺度涡视为群体运动现象,先后提出长寿涡列、驻波模态和罗斯贝标准模等新概念。关于南海中尺度涡的发生机制,前人多认为黑潮和南海局地为起源。最新观点认为以罗斯贝波和中尺度涡为表现形式的太平洋中尺度扰动直接进入南海,并与海盆固有振荡模态发生共振,从而构成太平洋起源。而南海中尺度涡耗散过程、中尺度涡与其他海洋过程的相互作用有待进一步研究。 相似文献
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南海深层环流作为印太海域热盐环流的重要组成部分,研究其时间变异特征对于深入认识印太海域大洋环流具有重要意义。中尺度涡作为南海极为活跃的动力过程,有观测显示其影响深度可超过2000m。结合海表面高度计资料与潜标观测资料,识别南海区域中尺度涡,并分析了中尺度涡对深层流场以及温度场的影响。针对三个中尺度涡的潜标实测结果表明:在涡旋经过时,海洋深层流动有明显的变异,表现在速度、温度方面,速度增加量能达到5.5cm/s,温度变异可达到0.02℃。涡旋经过时,海洋上层、深层流向呈相反态势,第一斜压模动能显著增强。 相似文献
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南海环流的一个约化模式 总被引：14，自引：0，他引：14
利用约化数值模式研究了黑潮在巴士海峡的流况及受其影响的南海海盆区的环流,结果为:定常的黑潮入流在巴士海峡不易出现显著的环状流动结构,但在海峡西侧诱生一气旋涡,该涡旋达到一定强度时,β因子和侧边界作用使其向西南移动,因此,模式给出的南海环流呈准半年周期的气旋涡现象。动力分析表明,气旋涡因非线性平流作用将黑潮西侧的气旋性切变涡度向南海北部输送所致。模式同时计算了入流方向和流轴位置呈周期性变化时,巴士海峡和南海的流动结构。 相似文献
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1998年南海夏季风爆发前环流的三维海流诊断计算的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于1998年南海夏季风爆发前航次(4月22日至5月24日)获得的水文资料和NCEP提供的风场资料,采用三维海流诊断模式计算南海环流,结合同时期高度计资料T/P推得的水位高度距平分布,获得了一致的南海环流的流态,主要环流特性概括如下:(1)黑潮入侵南海较弱,黑潮的大部分绕过吕宋海峡作反气旋弯曲,向东北方向流向台湾以东,但小部分在300m以浅向西入侵,并局限于中国大陆以南较狭窄的陆架坡内,不扩展到所有的西边界,这与Qu的观点一致.(2)南海北部环流,在300m以浅主要由海盆尺度的气旋环流支配,它以两个气旋式涡C1与C2为核心组成.在300m以深,南海北部环流被反气旋环流以暖涡W4为核心分离成两个尺度不大、分别以气旋涡C2和C3为核心的环流.冬季时海盆尺度气旋式环流的范围比4~5月大得多.(3)南海中部环流,主要由海盆尺度的反气旋环流支配.在300m以浅海盆尺度的反气旋式环流分别以暖涡W1,W2和W3为核心组成.在反气旋式涡W1东南存在一个以C1为核心气旋式环流.但在300m以深,海盆尺度的反气旋环流分别以暖涡W1,W2和W4为核心组成,并向北扩展到20°N.(4)在越南以东近岸存在一支较强的沿岸北向流,其强度比6月时沿岸的北向流强.这支较强的北向的沿岸流一直可达17°15'N附近,比6月时更往北大约3°15'.(5)产生1998年4~5月南海环流的动力机制有两个:最重要的动力因子为斜压场与地形相互作用项,其次为东南风作用下风应力与地形相互作用项.Sverdrup关系在南海环流不满足. 相似文献
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北赤道流分叉点及南海北部环流的研究进展 总被引：6，自引：0，他引：6
介绍了北赤道流分叉点、南海北部环流的一些研究成果,并就黑潮对南海的影响所作的研究进行了回顾.北赤道流分叉点的位置对于北赤道流系水体疏运变化及在黑潮和MC之间水体、热量、盐度输运的分配中起着重要的作用.北赤道流分叉点位置约在14.6°N上,分叉点位置随深度增加而北移.分叉点有明显的季节变化和年际变化,在春、夏季向南移动,而在秋、冬季则向北移动.年际变化与ENSO现象相关紧密,在El Nio事件NEC分叉纬度处于最北端,在La Nio事件处于最南端.对于分叉点位置的定量化研究,仍然需要更多的观测结果进行研究.季风和黑潮是影响南海北部环流的两种主要因素.南海北部上层流场主要由广东沿岸流、黑潮入侵流套、东沙海流、南海暖流和吕宋海流组成.除海盆、次海盆尺度环流外,受季风、黑潮和地形等因素的影响,南海表现出多涡结构.通过近些年的卫星观测和数值模拟的结果,人们对南海中尺度涡的认识大大加深,但要想模拟出风应力形成涡的机制,还需要提高风场和模式的分辨率.由于观测资料的限制,对南海流场的垂直结构、以及春-秋季季风转相时期的流场结构等还研究得较少.吕宋海峡水交换是西太平洋对南海影响的主要途径.黑潮在吕宋海峡附近的形变一直是有争议的热点问题,目前对于黑潮入侵有3种观点:(1) 认为黑潮经过吕宋海峡形成流套结构,并分离出中尺度涡影响南海流场、水团结构;(2) 认为黑潮有一直接分支分离出来进入南海形成黑潮分支;(3) 认为吕宋海峡水交换不属于以上两种情况,西太平洋对南海的水团输送另有机制.北赤道流分叉点在对黑潮的水体、热量、盐度输运的分配中起着重要的作用,黑潮对南海北部环流的影响可能与NEC的分叉点位置有关,但目前对NEC的分叉点位置与南海北部环流相关性的研究甚少.最后提出了对未来加强该方面研究的一些展望. 相似文献
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One hundred and ninety-one Argos satellite-tracked drifters deployed at the Luzon Strait in winter during 1991 to 2004 were ana- lyzed to understand the near surface current in northern South China Sea (SCS). Several major track patterns of these drifters have been found. There are: (1)shelf slope landing way (SLW) ; (2)deep basin way (DBW) ;(3) weak loop current pattern; (4) northward movement directly driven by the Kuroshio. These observations show the effects of the basin scale gyre circulation, mesoscale eddies and the Kuroshio on the drifters' ovement. 相似文献
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综述东海和琉球群岛以东海域若干气旋型和反气旋型涡旋的研究.对东海陆架、200m以浅海域,主要讨论了东海西南部反气旋涡、济州岛西南气旋式涡和长江口东北气旋式冷涡.东海两侧和陆坡附近出现了各种不同尺度的涡旋,其动力原因之一是与东海黑潮弯曲现象有很大关系,其次也与地形、琉球群岛存在等有关.东海黑潮有两种类型弯曲:黑潮锋弯曲和黑潮路径弯曲.黑潮第一种弯曲出现了锋面涡旋,评述了锋面涡旋的存在时间尺度与空间尺度和结构等;也指出了黑潮第二种弯曲,即路径弯曲时在其两侧出现了中尺度气旋式和反气旋涡,讨论了它们的变化的特性.特别讨论了冲绳北段黑潮弯曲路径和中尺度涡的相互作用,着重指出,当气旋式涡在冲绳海槽北段成长,并充分地发展,其周期约在1~3个月时,它的空间尺度成长到约为200km(此尺度相当于冲绳海槽的纬向尺度)时,黑潮路径从北段转移到南段.也分析了东海黑潮流量和其附近中尺度涡的相互作用.最后指出在琉球群岛以东、以南海域,经常出现各种不同的中尺度反气旋式和气旋式涡,讨论了它们在时间与空间尺度上变化的特征. 相似文献
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A numerical study of the summertime flow around the Luzon Strait 总被引：3，自引：0，他引：3
Luzon Strait, a wide channel between Taiwan and Luzon islands, connects the northern South China Sea and the Philippine Sea.
The Kuroshio, South China Sea gyre, monsoon and local topography influence circulation in the Luzon Strait area. In addition,
the fact that the South China Sea is a fairly isolated basin accounts for why its water property differs markedly from the
Kuroshio water east of Luzon. This work applies a numerical model to examine the influence of the difference in the vertical
stratification between the South China Sea and Kuroshio waters on the loop current of Kuroshio in the Luzon Strait during
summer. According to model results, the loop current’s strength in the strait reduces as the strongly stratified South China
Sea water is driven northward by the southwest winds. Numerical results also indicate that Kuroshio is separated by a nearly
meridional ridge east of Luzon Strait. The two velocity core structures of Kuroshio can also be observed in eastern Taiwan.
Moreover, the water flowing from the South China Sea contributes primarily to the near shore core of Kuroshio. 相似文献
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Interannual variability of the Kuroshio intrusion in the South China Sea 总被引：13，自引：1，他引：13
Michael J. Caruso Glen G. Gawarkiewicz Robert C. Beardsley 《Journal of Oceanography》2006,62(4):559-575
The interannual variability of intrusions of the Kuroshio into the South China Sea (SCS) is investigated using satellite remote
sensing data supported by in-situ measurements. The mesoscale circulation of the SCS is predominantly wind-forced by the northeast
winter and southwest summer monsoons. Although the region has been studied extensively, considerable uncertainty remains about
the annual and interannual mesoscale nature of the circulation. The frequency and characteristics of Kuroshio intrusions and
their effect on circulation patterns in the northeast SCS are also not well understood. Satellite observations of Sea Surface
Temperature (SST) from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) and the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)
and Sea Surface Height Anomalies (SSHA) from TOPEX/ Poseidon for the period 1997–2005 are used here to analyze the annual
and interannual variability in Kuroshio intrusions and their effects on the region. Analysis of SST and SSHA shows the formation
and characteristics of intrusions vary considerably each year. Typically, the intrusion occurs in the central region of Luzon
Strait and results in an anticyclonic circulation in the northeastern SCS. However, in some years, the intrusion is located
in the northern portion of Luzon Strait and a cyclonic intrusion results. Wind stress and wind stress curl derived from the
National Aeronautics and Space Administration (NASA) QuikSCAT satellite scatterometer are used to evaluate the relationship
between wind stress or wind stress curl and the presence of winter Kuroshio intrusions into the SCS. 相似文献
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利用高时空分辨率的资料,对东海黑潮表层海流的半年内时间尺度变化特征进行了分析研究,得到主要以下结论:(1)东海黑潮表层海流在台湾东北海区和吐噶喇海峡附近海区存在着最为显著的变化;(2)那里的表层海流都存在半年内时间尺度的变化,其谱峰主要在50~70d及90~140d两个频段内,两个准周期变化的基本特征都是异常气旋涡和反气旋涡的准周期转换;(3)异常气旋涡和反气旋涡的活动都与东海黑潮在两个海区的流轴变化相联系,气旋涡与黑潮流轴在该海区的向东南退缩相伴,而反气旋涡与黑潮流轴在该海区的向西北推进相伴;(4)初步分析表明,在台湾东北海域导致50~70d变化的异常涡旋主要源于黑潮自身存在的中尺度过程,而90~140d的变化则主要受从台湾以东传来的中尺度涡影响。类似地,吐噶喇海峡附近的黑潮海流同样在50~70d及90~140d两个频段内存在显著的准周期变化,回归分析表明,导致50~70d变化主要源于上游黑潮海流的中尺度过程,而90~140d的变化则主要受琉球群岛以东传来的中尺度涡影响。 相似文献
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《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2000,47(4):681-708
Using wavelet transform we studied the mesoscale variability in the South China Sea (SCS) by analyzing 5-yr (October 1992 to August 1997) TOPEX/Poseidon (T/P) altimetry data. Our analysis suggests that mesoscale variability inside the SCS is weaker than that outside the SCS in the Kuroshio. It is found that despite the large temporal variation in the mesoscale variability, there are two narrow bands of significant mesoscale variability north of 10°N throughout much of the 5-yr period. The stronger one lies along the western boundary, while the weaker one is oriented in a southwest-to-northeast direction across the central SCS. In the rest of the SCS, the mesoscale variability is much weaker. In light of the numerical simulation by Metzger and Hurlburt (1996, Journal of Geophysical Research, 101, 12,331–12,352) and an XBT section along 15°N, the broad characteristic structure of the mesoscale variability indicates that the large-scale mean circulation in the SCS is primarily a cyclonic gyre north of about 10°N. In addition to the mesoscale variability, analysis of both the T/P and the XBT data indicates that there also exists significant intra-annual variability within similar geographic locations. The intra-annual variability is found to be primarily a subsurface feature with a very weak surface signature. 相似文献
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A high-resolution, regional, numerical-model-based, real-time ocean prediction system for the northern South China Sea, called the Northern South China Sea Nowcast/Forecast System (NSCSNFS), has been used to investigate subtidal mesoscale flows during the time period of the Asian Seas International Acoustic Experiment (ASIAEX) field programs. The dynamics are dominated by three influences; 1) surface wind stress, 2) intrusions of the Kuroshio through Luzon Strait, and 3) the large-scale cyclonic gyre that occupies much of the northern South China Sea. Each component primarily drives currents in the upper ocean, so deep currents are rather weak. Wind stress is especially effective at forcing currents over the shallow China shelf. The Kuroshio intrusion tends to flow westward until it meets the northern edge of the large-scale cyclonic gyre. Together, these currents produce an intense, narrow jet directed northwest toward the continental slope, often in the region of the ASIAEX field programs. Upon reaching the slope, the current splits with part flowing northeastward along the slope and part flowing southwestward, producing large horizontal and vertical shears and making this region dynamically very complicated and difficult to simulate. The Kuroshio intrusion tends to be stronger (weaker) when the northeasterly winds are strong (weak) and the large-scale gyre is farther south (north), consistent with conclusions from previous model studies. At the northern boundary, the model produces a persistent northward flow through Taiwan Strait into the East China Sea. Data assimilation in the NSCSNFS model is shown to dampen the system, extracting energy and causing the entire system to spin down. 相似文献
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An array of three bottom-mounted ADCP moorings was deployed on the prevailing propagation path of strong internal tides for nearly 1 year across the continental slope in the northern South China Sea. These velocity measurements are used to study the intra-annual variability of diurnal and semidiurnal internal tidal energy in the region. A numerical model, the Luzon Strait Ocean Nowcast/Forecast System developed at the U.S. Naval Research Laboratory that covers the northern South China Sea and the Kuroshio, is used to interpret the observed variation of internal tidal energy on the Dongsha slope. Internal tides are generated primarily at the two submarine ridges in the Luzon Strait. At the western ridge generation site, the westward energy flux of the diurnal internal tide is sensitive to the stratification and isopycnal slope associated with the Kuroshio. The horizontal shear at the Kuroshio front does not modify the propagation path of either diurnal or semidiurnal tides because the relative vorticity of the Kuroshio in Luzon Strait is not strong enough to increase the effective inertial frequency to the intrinsic frequency of the internal tides. The variation of internal tidal energy on the continental slope and Dongsha plateau can be attributed to the variation in tidal beam propagation in the northern South China Sea. 相似文献