黑潮流域内在的平均流-低频变率-中尺度涡之间的非线性相互作用

The intrinsic nonlinear multiscale interactions among the mean flow, low frequency variability and mesoscale eddies in the Kuroshio region

利用一套新的泛函工具——多尺度子空间变换(MWT),以及基于MWT的局地多尺度能量分析和正则传输理论,文章将黑潮流域重构于平均流、年际低频变化和中尺度涡三个尺度子空间,并从气候态角度分析了这三者之间的能量传输和转换.结果表明台湾以东黑潮存在显著的逆尺度能量级串,平均流从年际尺度和涡旋尺度汲取动能,来自年际尺度的正向能量级串是这个区域涡旋发展和维持的一个内在的局地因素.东海黑潮海域不同尺度之间的能量传输主要表现为平均流和涡旋之间的相互作用,其中南段发生正压和斜压失稳,北段则表现为正压稳定和斜压失稳.日本南部是整个黑潮流域多尺度相互作用最为强烈的区域,该海区的黑潮不仅发生很强的正压、斜压失稳,将能量从平均流输送给涡旋,来自年际尺度的正向能量级串也是该海域涡旋能量的重要来源.同时我们发现该海域年际变化的能量主要来自平均流的正压不稳定,而非来自高频涡旋的逆尺度反馈.