台湾以东黑潮热输运的变化特征及其对黑潮入侵的影响

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黑潮是世界著名的具有高温、高盐、流速强、流量大为显著特征的西边界强流。黑潮具有丰富的热量，是热带太平洋向我国东海输送热量的最主要通道。黑潮对我国海域的海洋环流、海水的热盐输运、海洋中的多尺度物理过程、海洋生态环境、海洋资源以及全球能量平衡等都起着重要的作用，同时，黑潮的季节和年际变化对我国沿海地区的气候有着非常大的影响。本文在前人研究的基础之上，利用基于POM数值模式发展起来的高分辨率(1/12°) JCOPE2数值模式成功模拟了1993～2012年黑潮流量及热输运的变化情况。分析了台湾以东24°N断面、台湾东北部NET断面以及黑潮主干PN断面的流量和热输运的季节和年际变化特征，研究结果表明:
　　东海黑潮主轴的强度在夏季最强，流幅也最宽，冬季最弱，流幅最窄。台湾以东黑潮流量变化存在显著的季节和年际变化特征。24°N断面夏季黑潮流量最强(26.41Sv)，春季次之(26.15 Sv)，秋季较小(24.43 Sv)，冬季最小(23.26 Sv)，其气候态年平均值为24.76 Sv，与历史研究结果比较一致。1993～2012年期间台湾以东24°N断面黑潮流量总体呈递减趋势，减幅较小。其中，1993年3月出现最小值(7.12 Sv)，最大值出现在2008年7月(41.12 Sv)。NET断面黑潮流量春季最大(13.84 Sv)，秋季较小为10.76 Sv，冬(12.42 Sv)夏(12.61 Sv)季次之，年平均流量为12.41Sv。冬、夏、春三季黑潮多年平均流量变幅较小。与24°N断面不同，1993～2012年NET断面黑潮流量总体呈线性递增的趋势。在这20年期间流量最小值出现在2006年11月(-5.33 Sv)，最大值出现在1996年6月(20.25 Sv)。PN断面黑潮流量在400 m以浅陆架破度较大的黑潮主轴区变化较大，且季节性显著。夏季最大(31.63 Sv)，春季次之(30.11Sv)，冬季较小(30.09 Sv)，秋季最小(29.61Sv)。其年平均值为30.35 Sv。黑潮流量长期变化呈线性减小趋势，减幅较小。黑潮流量最大值出现在2001年8月(38.44 Sv)，最小值出现在1993年4月(23.41Sv)。
　　台湾以东黑潮热输运具有明显的季节和年际变化特征。24°N断面黑潮热输运春夏季较强，秋冬季较弱。夏季最大(2.10×1014 W)，春季次之(2.00×1014 W)，秋季较小(1.90×1014 W)，冬季最小(1.76×1014 W)，气候态年平均值为1.94×1014 W。台湾以东黑潮热输运总体呈长期线性递减的趋势。其最大值出现在2008年7月(3.30×1014 W)，最小值出现在1993年3月(0.57×1014 W)。NET断面黑潮热输运，春季最强(1.12×1014 W)，夏季次之(1.06×1014 W)，冬季较弱(0.99×1014 W)，秋季热输运最小(0.91×1014 W)，年平均值为1.02×1014W。与24°N断面不同，台湾东北NET断面黑潮热输运总体呈长期线性增加的趋势。PN断面黑潮热输运夏季最强(2.36×1014 W)，秋季次之(2.12×1014 W)，春季较弱(2.11×1014 W)，冬季最小(2.04×1014 W)。气候态年平均值为2.16×1014W。黑潮热输运呈长期线性递减趋势，减幅较小。其最大值出现在2001年8月(2.84×1014 W)，最小值出现在1993年4月(1.56×1014 W)。
　　台湾以东黑潮热输运的变化主要受来自低纬的体积输送的影响，其次是水体温度的影响。其季节变化主要受季风和台湾以东暖涡的控制。1993～2012年黑潮热输运总体存在长期线性递减的趋势，且递减的速率较小。小波分析指出台湾以东黑潮热输送存在着显著的准2a和约7a的年际振荡周期，而且其变化周期还有着明显的时域性，这种周期变化与北太平洋PDO指数的变化关系密切。
　　台湾东北黑潮入侵东海陆架存在明显的季节变化，春季最强，秋季最弱，冬夏季次之。20年间台湾东北部黑潮入侵呈逐渐增加的趋势。导致台湾东北黑潮入侵强弱变化的主要原因是受地形和季风引起的Ekman输运的影响。

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作者
程雪丽;
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作者单位

天津科技大学;

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授予单位天津科技大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名孙群,赵鹏;
年度 2015
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正文语种中文
中图分类大洋环流;环境海洋学;
关键词
黑潮; 热输运; 变化特征; 海洋环流;

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