海洋动力过程对南海海面温度的影响
南海海面温度(SST)是南海海洋一大气相互作用的关键因子。本文在总结前人对南海SST已有研究成果的基础上，针对海洋动力过程如何影响SST这一前人关注较少的问题，利用多种最新高分辨率卫星遥感观测，以及船舶观测、卫星遥感合成的资料优势，结合其他历史资料对南海SST及其他有关物理量的气候特征进行了分析，发现冬季南海存在南部冷舌和北部暖脊现象；揭示了冬季南海冷舌、吕宋暖脊的生消过程及形成机制；从海温变化对大气环流反馈作用的角度，对春季菲律宾以西海域的高温暖水与南海夏季风爆发的关系进行了探讨。本文的主要创新成果如下：
(1)发现冬季南海南部冷舌是冬季印度洋一太平洋暖池在南海的一个“豁口”，南海冷舌的SST’季节变化比同纬度带大；北部吕宋暖脊和黑潮温度锋的SST季节变化比同纬度带小；南海中部深水海盆区的SST在冬季降至全年最低，春季升至全年最高，其中5月出现30℃以上的高温暖水仅局限于菲律宾以西海域。
(2)研究发现：冬季南海被东北季风最大风速带的轴线分成两部分，南海深水海盆东南部正的风应力旋度驱动一个气旋式环流。在越南南部陆坡上强的向南流作为此气旋式环流的西边界流，流速超过0.5m／s，从北部向南部输运冷水，这种冷平流导致冬季南海冷舌的形成，冷舌偏于流轴的西北方是Ekman平流作用所致。11—2月西边界流及冷舌都很强，冷舌完全发展，此后随东北季风的撤退冷舌逐渐消失。在冬季冷舌形成过程中，地转冷平流和海表失热这两项有利于冷舌的形成和发展，且平流冷却作用大于海洋失热作用，两者相对贡献之比为l∶0.9。冬季冷舌区与冷舌东侧同纬度海区的SST差异主要由地转冷平流导致。
冬季冷舌的年际变化与东赤道太平洋SST有很好的相关性。厄尔尼诺年冬季风减弱，导致南海海盆尺度的气旋式环流减弱，从而西边界流及其平流输送减弱，导致南海冷舌变暖。
(3)发现了冬季南海北部海洋环流的动力过程对局地SST分布也有显著影响：由于海盆尺度的气旋式环流以及吕宋冷涡的共同作用，使得吕宋岛西北海域SST等温线呈东北一西南向倾斜，在吕宋岛西北沿岸形成吕宋暖脊。定量估算表明，吕宋沿岸强的地转暖平流是吕宋暖脊形成的主要原因，海表失热则为负贡献，两者相对贡献之比为1:O.12。在混合层深度较深的冬季，吕宋暖脊区和同纬度吕宋冷涡区气候平均意义下SST的差异，主要是由地转平流效应导致。
冬季吕宋冷涡的强度存在年际变化，是引起对应区域SST年际变化大的主要原因：从黑潮弯曲中脱落的反气旋涡其强度具有年际差异，对吕宋海峡西侧SST年际变化幅度大有较大影响。
(4)气候平均意义下，春季菲律宾以西海域30℃以上高温暖水具有生成晚、消失快、生命史短的特征：30℃以上高温暖水是局地对流形成的先决条件，也可能成为南海夏季风爆发的触发机制：高温暖水的出现并面积突增可以作为季风爆发的先兆。TRMM卫星观测资料证实菲律宾以西海域30℃以上高温暖水的出现和消失是1998～2005年普遍存在的现象；逐年分析还发现高温暖水的SST所能达到的最高温度(强度)及其峰值面积具有明显的年际变化特征，且与南海夏季风爆发时间的早晚关系密切。
以上研究成果为南海海面温度时空变化特征和演变机制的研究以及揭示海洋动力学在气候变化中的作用提供了一定的理论依据。
海洋动力过程;海面温度;夏季风爆发
中国海洋大学
博士
气象学
刘秦玉
2006
中文
P722.7;P732.7
119
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）