呂宋海峽通量及南海混合研究.pdf

1、南海是西北太平洋最大的邊緣海，蘊涵著豐富的海洋動力過程，呂宋海峽是連接南海和太平洋的唯一深水通道。所以關于南海和呂宋海峽的研究一直是國際海洋學家們關注的重點，而發(fā)生在南海內(nèi)的湍流混合、呂宋海峽水體通量及呂宋海峽內(nèi)潮能通量更是重點之中的焦點。本文在前人的研究基礎上，利用夏季和秋季現(xiàn)場直接觀測的LADCP流速資料、CTD溫鹽深資料和TurboMAP與VMP微結構資料，對呂宋海峽水體通量、呂未海峽內(nèi)潮能通量及南海湍流混合三個問題分別進行了研究

2、分析。 通過本文的分析發(fā)現(xiàn)，呂宋海峽上層和中層的流場從夏季到秋季發(fā)生了較大的變化，尤其在中層兩個季節(jié)的流場形態(tài)幾乎相反：在夏季，東向流存在于海峽的南部，西向流存在于海峽的北部；而在秋季，西向流存在于海峽的南部，東向流存在于海峽的北部。海峽深層的流場形態(tài)從夏季到秋季變化比較小。呂宋海峽水體通量的計算結果表明：在秋季，通量在垂向上呈現(xiàn)一個三明治結構，即太平洋水經(jīng)過呂宋海峽的上層和深層進入南海，而南海水經(jīng)過海峽中層返回太平洋。在夏季，

3、南海水經(jīng)過呂宋海峽的上層和中層進入太平洋，而太平洋水經(jīng)過海峽深層進入南海，使得通量在垂向上呈現(xiàn)一個兩層結構。在夏季，水體通量是東向的，大小約為5.4Sv，在秋季，水體通量是西向的，大小約為6Sv。由地轉流計算得到的水體通量結構與上面所述結果相似。 通過對呂宋海峽內(nèi)潮能通量的計算和分析，表明呂宋海峽是內(nèi)潮生成的一個高發(fā)區(qū)，并伴有大量的內(nèi)潮能通量向南海傳播。在夏季，呂宋海峽共有6.0 GW內(nèi)潮能通量生成，其中大部分(5.6 GW)向

4、南海內(nèi)傳播，只有很小一部分(0.4 GW)向太平洋方向傳播。在向南海傳播的能量中，全日潮和半日潮的貢獻相當。在秋季，呂宋海峽共生成7.5 GW內(nèi)潮能通量，其中4.9 GW傳入南海，2.6 GW傳向太平洋。兩個季節(jié)變化較大的是全日潮向太平洋傳播的能量，它由夏季的0.3 GW變?yōu)榍锛镜?.3 GW。通過模態(tài)分解，發(fā)現(xiàn)能量主要集中在前幾個模態(tài)，而在高模態(tài)，含能大小幾乎為零。第一模態(tài)含能最為顯著，這說明正壓潮與海底顯著的地形相互作用生成內(nèi)潮，而

5、高模態(tài)的內(nèi)潮在生成地附近被耗散掉，因此低模態(tài)，尤其是第一模態(tài)，集中地包含了大部分能量。 本文對南海北部、呂宋海峽和太平洋的湍流混合情況進行了研究，并從不同角度對結果進行了驗證，包括與微結構直接觀測結果的比較。結果表明湍流混合在南海1000米以深的范圍顯著增強，占據(jù)的水體厚度約為2000米，其大小平均約為10-3m2s-1，是大洋背景場混合率量級的100倍，在這么厚的水體內(nèi)存在這么強的混合還是至今第一次發(fā)現(xiàn)。在太平洋海域，混合明顯

6、減弱，混合率的平均值減小到大洋背景場的量級。在南海與太平洋之間的過渡區(qū)域，混合強度介于兩者之間。這很明顯地說明了混合強度與海底地形具有較直接的關系。另外，通過能量平衡及熱量平衡這兩個不同的角度，我們對南海海盆內(nèi)1500米以深的混合情況作了估算，得到的結果與模型結果吻合較好。同時，在部分站位，我們比較了由。TurboMAP或VMP獲得的微結構直接觀測結果與模型計算得到的結果，表明兩者之間的偏差較小。這些都很好地說明了本文中模型計算結果的可