黑潮变化及其对台湾海峡流动的影响
基于Argos浮标资料和卫星高度计资料，本文反演了黑潮及其邻近区域的表层流场，利用得到的表层流场时间序列，分析了黑潮的季节变化，并使用特征线方法确定了黑潮主轴的位置，研究了黑潮在不同区域的显著周期以及其变化规律存在差异的可能成因。在资料分析的基础上，应用POM模式模拟了西北太平洋区域的温盐与环流场，在此基础上进行数值试验，初步研究了台湾以东暖涡和台湾海峡北向流动的形成机制，探讨了黑潮的低频变化对台湾海峡流动的影响。
利用Argos浮标资料和卫星高度计资料，反演了黑潮及其邻近区域的表层流场时间序列，发现其存在较明显的季节性变化：春季和夏季，在吕宋海峡几乎不存在黑潮入侵现象，冬季和秋季则存在比较明显的入侵现象；台湾以东在夏季会出现一个季节性的暖涡；在台湾岛东北，除夏季外黑潮西侧均有分支入侵到东海陆架，春季和冬季该分支顺时针流动汇入黑潮，秋季该分支又分为两支，一支作逆时针流动，另一支沿等深线流向东海；黑潮在日本以南存在分支指向对马海峡，冬季最强，春季和秋季次之，夏季最弱，春、秋两季东海陆架水汇入该分支并在九州西侧分出一支作顺时针流动，这可以反映出对马暖流在冬季主要来源于黑潮分支，而夏季主要来源于东海陆架混合水；除冬季外，在奄美群岛东侧均存在一个反气旋型涡旋，涡旋分支指向东北，在九州以南汇入黑潮，并且该涡旋的位置由春季到秋季逐渐向南移动。
利用浮标和卫星高度计资料反演的表层流场时间序列，计算了黑潮的流轴位置和最大流速，并选择了几个典型断面进行研究，发现黑潮在上、中、下游的显著周期并不相同。吕宋海峡黑潮主要是年周期的季节变化，这可能是由于受季风的影响。台湾以东黑潮主要是季节内周期变化，这是由于受外洋传来的季节内Rossby长波信号的影响造成的。东海黑潮是最稳定的一段，仅有不太明显的年际和准2年的周期变化。吐噶喇海峡黑潮主要是年周期的季节变化，局地风应力的影响是形成季节变化的主要原因。
通过POM模式，成功模拟了西北太平洋区域的温盐场与环流场，东中国海的主要流动及其季节变化特征被较好的反应出来。在此基础上，进行了一系列数值试验，发现：台湾以东确实存在着季节性变化，即仅在夏季产生暖涡，冬季则没有，该区域风应力切变的季节变化可能是其中的一个重要原因。台湾海峡北向流动与台湾以东黑潮有密切的联系，其流量、方向及变化趋势均受台湾以东黑潮的影响，黑潮的低频变化会导致台湾海峡流动的相应变化，台湾以东黑潮的存在是台湾海峡流动终年为北向流的根本原因。实验证明正常情况下风应力对台湾海峡北向流的形成不起作用，而如果不存在黑潮或者将吕宋海峡封上后冬季台湾海峡则不存在北向流动，上述结果可以用Pedlosy提出的绕岛环流理论进行解释。根据Pedlosky绕岛环流理论，如果考虑稳定或低频的流动，忽略风应力等其他外力作用，摩擦力绕台湾岛的闭合曲线积分为零。为了平衡台湾以东黑潮产生的顺时针方向的摩擦，台湾以西必须产生逆时针方向的摩擦，从而使得台湾海峡终年为北向流。
本文工作的创新点：本文通过浮标－高度计资料与数值模式相结合，较完整地刻画了黑潮在不同区域的变化周期存在差异的特征，揭示了大洋的波动、局地风应力和地形的作用是黑潮的变化存在区域性差异的原因。台湾以东黑潮虽然受外洋传来的季节内Rossby长波影响以季节内信号为主，但仍存在着季节变化，风应力切变的季节变化是夏季暖涡形成的一个重要原因。台湾海峡北向流动与台湾以东黑潮有密切的联系，黑潮的低频变化会导致台湾海峡流动的对应变化，黑潮对台湾海峡终年北向流的形成起决定作用。
黑潮变化;浮标;卫星高度计;绕岛积分规则;环流场;温盐场
中国海洋大学
硕士
物理海洋
吴德星
2006
中文
P731.27
81
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）